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2.3_ Fundamentos del proyecto
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2.3.1_ Descripción de la empresa u organización destinataría de la innovación y de su situación actual.
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El Laboratoría de Técnicas Digitales e Informática (LTDI) es un organizmo académico que responde al Departamento de Ingeinería Electrónica de la Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Córdoba. Este laboratorio ofrecer recursos físicos en la realización de las actividades prácticas que se desarrollan a lo largo de la carrera de Ingeniería Electrónica. Además cuenta con personal calificado en el área de la informática que ofrecen el ascesoramiento a los estudiantes como también realiza mantenimiento de dicho laboratorio. Sus principales recursos físicos son computadoras, instrumentos electrónicos y plataformas de desarrollo educativos.
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Como miembro del Centro Universitario de Desarrollo en Automoción y Robótica (CUDAR), se ha realizado anteriormente la transferencia de tecnología para el equipamiento del LTDI. Dicha transferencia ha logrado que el CUDAR mantenga una relación directa con el laboratorio en el ascesoramiento del diseño de hardware reconfigurable, implementados sobre dispositivos lógicos programables, tecnología que el CUDAR ha desarrollado hace tiempo y mantiene una gran experiencia en el área.
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2.3.2_ Oportunidad detectada o problema a resolver
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El desarrollo de circuitos electrónicos digitales forma parte fundamental en la formación de un ingeniero electrónico. Esto se ve reflejado en las diferentes cátedras que conforman el área de Técnicas Digitales de la carrera, las cuales se encuentran distribuidas en varios niveles a lo largo de la curricula.
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Todo diseño digital desarrollado por un estudiante llega a su conclusión en el momento que el mismo logra implementar su diseño en hardware, es decir, llevar sus conocimientos intelectuales a dispositivos electrónicos reales. Lo contrario no implica un mal conocimiento de la teoría, sino una limitación al no poder llegar a una instancia física. Este concepto se resume en la Figura 1.
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%\begin{figure}
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%\includegraphics[width=0.1\paperwidth]{diseño_electronico}
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%\caption{Proceso en el desarrollo de un circuito electrónico digital.}
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%\end{figure}
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El LTDI es el laboratorio donde los estudiantes llevan adelante las prácticas, lugar donde se provee plataformas educativas e instrumental electrónico para llevar a delante los diferentes desarrollos que realicen los alumnos. Si bien el LTDI cuenta con recursos de hardware necesario para cátedras, su cantidad es limitada y muchas veces no logra cubrir la demanda de los estudiantes.
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Con el presente panorama, se pretende diseñar una plataforma educativa que cubra las necesidades de las cátedras de Técnicas Digitales I y IV. Las mismas estás orientadas al diseño de circuitos digitales basados en dispisitivos lógicos programables como son los CPLDs y FPGAs. La plataforma de hardware, orientada a la educación, a desarrollar presenta un diseño eficiente, reutilizable y principalmente de bajo costo.
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2.3.3_ Descripción de la innovación, cambio o mejora competitiva
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El desarrollo, denominado Plataforma de Hardware Reconfigurable (PHR), ofrece una herramienta valiosa en la enseñanza de sistemas electrónicos digitales. La PHR permitirá a los estudiantes implementar todos sus diseños digitales en dispositivos lógicos programables como son FPGAs y CPLDs. De ésta manera el LTDI será capaz de cubrir con la necesidades de todos los estudiantes. Desde el CUDAR se llevará adelante la capacitación del personal del LTDI para el manejo de la PHR con el objetivo de que puedan ofrecer su ayuda a los estudiantes que deseen utilizar ésta herramienta. Cabe destacar que el CUDAR cuenta con docentes investigadores en el área de técnicas digitales y microelectrónica.
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El diseño de sistemas digitales ha estado condicionada por la tecnología disponible, y en especial por el nivel de desarrollo de los circuitos integrados. La tecnología actual permite un alto nivel de integración, proporcionando gran miniaturización, alta velocidad de funcionamiento y minimización en el consumo de potencia de los sistemas digitales implementados.
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La utilización de sistemas reconfigurables de hardware contribuye al diseño de sistemas digitales en aplicaciones específicas. Además con el manejo de herramientas de software (CAD)en el proceso de diseño y construcción de sistemas digitales complejos permiten, con un coste menor y con un grado de confianza mayor, una exploración rápida de las diferentes alternativas de implementación de un sistema digital integrado. Por lo tanto, es posible disponer en muy poco tiempo de un abanico de circuitos hardware con diferentes prestaciones.
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Diseño basado en plataforma es un concepto para hacer frente a la creciente presión sobre el time-to-market, el rediseño y costes de fabricación.
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Una plataforma es un conjunto de arquitecturas que satisfacen un conjunto de restricciones impuestas que permitan reutilizar componentes hardware y software.
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Los principios básicos propuestos son los siguientes:
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+_ El diseño basado en plataforma sigue un flujo de diseño meet-in-the-middle, donde los sucesivos refinamientos de las especificaciones (top-down), se encuentran con las diferentes abstracciones de posibles implementaciones (bottom-up).
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+_ La identificación de las capas definidas con precisión se produce donde el refinamiento y el proceso de abstracción se encuentran. Estas capas dejan pasar bastante información acerca de los niveles más bajos de abstracción para permitir la exploración del espacio de diseño y conseguir una predicción bastante exacta de las propiedades de la aplicación. La información debe ser incorporada a las opciones de diseño de la capa de abstracción. Estas capas de abstracción se llaman plataformas para subrayar su papel en la el proceso de diseño y su solidez.
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La necesidad de reducir los costes de producción, de usar metodologías de rediseño y de cumplir con el time-to-market, hace que vayan apareciendo diferentes elementos como las IPs (Intellectual Property), diseños basados en plataforma. Si a estas necesidades se suma la capacidad de integración en una oblea de silicio, permite que se pueda integrar todo un sistema en el interior de un chip, provocando la aparición de los SOC.
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Los SOC son sistemas empotrados donde la integración de todos sus componentes se encuentran dentro de un CI. Los SOC se diseñan utilizando los modelos pre-diseñados de funciones complejas conocidas (IPs), que ofrecen una gran variedad de aplicaciones y un amplio mercado en la fabricación de Chips. Un SOC tiene un gran número de componentes, con funcionalidades diferentes.
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Existen diferentes alternativas de materialización para los Soft-IP, desde los estilos clásicos (Full-Custom, Semi-Custom, Gate-Arrays), hasta las FPGAs, pasando por soluciones intermedias como los Cell-Based o Sea of Gates.
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Los riesgos que se presentan en el presente trabajo recaen sobre el proceso de producción, ya que la adquisición de los dispositivos electrónicos serán importados y en general demoran en el traslado.
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Si bien existe la posibilidad de una demora en los tiempos de traslado de los componentes a utulizar, se realizará un estudio profundo de los materiales con el objetivo de realizar todo el diseño concurrentemente al traslado de los dispositivos electrónicos importados.
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2.4_ Valor que agrega el proyecto a la empresa o institución
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************* COMPLETAR CON GENTE DE ADEC *************
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2.5_ Indicadores de éxito
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