El desarrollo de sistemas digitales de altas prestaciones es una necesidad frecuente y creciente. El objetivo de la asignatura es capacitar al alumno para abordar con garantías de éxito el diseño de sistemas digitales actuales, caracterizados por buses y enlaces serie de alta velocidad donde es necesario aplicar una nueva disciplina de diseño denominada Integridad de Señal (Signal Integrity) que experimenta un gran auge a principios de los años 90.
Sería un error pensar que los conocimientos adquiridos en esta asignatura sólo son necesarios para trabajar con enlaces multi-gigabit o con frecuencias de bus de varios cientos de MHz. Como sabe cualquier diseñador experimentado, no es posible abordar con éxito el diseño de sistemas digitales actuales que impliquen frecuencias de bus o de línea por encima de 60-80 MHz sin tener en cuenta consideraciones de integridad de señal.
La razón hay que buscarla en los reducidos tiempos de transición de las señales digitales actuales (inferiores al nanosegundo, frente a los 10-20 ns de la tecnología empleada en los años 80), a la relación entre este tiempo y el ancho de banda de la señal (aproximadamente 0,5/t) y a las crecientes frecuencias de bus que dejan menos tiempo para estabilizar la señal tras los transitorios producidos. Como resultado, en los cables y pistas de circuito impreso se producen efectos de líneas de transmisión que afectan gravemente a la calidad de la señal transmitida y a la integridad de los circuitos integrados del sistema.
Frente a esta realidad, la Integridad de Señal no suele formar parte de los planes de estudio universitarios actuales, cuyas raíces hay que buscarlas en los años 80 cuando los efectos de líneas de transmisión en los sistemas digitales eran prácticamente despreciables. Esta asignatura pone a disposición del alumno los conocimientos y la experiencia adquirida por el profesorado durante los últimos diez años, dedicados al desarrollo de aplicaciones digitales de alta velocidad.
El curso se estructura en los siguientes temas:
Como herramienta principal utilizamos HyperLynx, de mentor Graphics, una herramienta muy potente para el estudio de la integridad de señal en sistemas digitales. Gracias al programa universitario de Mentor Graphics podemos disponer de un número de licencias completas de este software a muy bajo coste.
El estudiante debe asimilar los contenidos conceptuales de cada tema. Para ello dispone de las explicaciones del profesor en clase, las transparencias de la asignatura, un conjunto de referencias bibliográficas y la posibilidad de acudir a tutorías.
Una vez adquiridos estos conceptos, el estudiante trabajará los contenidos procedimentales en sesiones de laboratorio y ejercicios de diseño, existiendo la posibilidad de consultar al profesor en todo momento.
Con el fin de dirigir el aprendizaje hacia las competencias y componentes mencionados con anterioridad, se propone al estudiante a principio de curso un proyecto de diseño que integra los conocimientos adquiridos en todas las unidades. La asignatura se evalúa por la memoria del proyecto de diseño y por el trabajo realizado a lo largo del curso.