IFCD0093 DESARROLLO DE FIRMWARE PARA FPGAS

La especialidad formativa es una agrupación de competencias profesionales, contenidos, y especificaciones técnicas que responde:

•A un conjunto de actividades de trabajo enmarcadas en una fase del proceso de producción y con funciones afines.
•A la adquisición de competencias transversales necesarias para el desempeño adecuado en el entorno y contexto profesional.

Cada especialidad formativa está adscrita a una familia y área profesional, y tiene asignado un determinado nivel de cualificación (niveles 1, 2, 3, 4 y 5).
El presente volumen incluye el desarrollo teórico del contenido basado en el programa de la especialidad formativa IFCD0093, “Desarrollo de firmware para FPGAs”. Junto al desarrollo teórico, también encontrará un conjunto de ejercicios de autoevaluación y actividades prácticas mediante los cuales se contribuye a la comprensión y asimilación del temario, según los objetivos didácticos formulados en el programa oficial.

ESPECIALIDAD FORMATIVA: DESARROLLO DE FIRMWARE PARA FPGAS

•Código: IFCD0093
•Familia profesional: INFORMÁTICA Y COMUNICACIONES
•Nivel de cualificación: 2
•Horas de formación: 120

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TEMA 1. DESARROLLO FIRMWARE PARA FPGAS 9

1. Revisión de conceptos básicos de electrónica 9
2. Conocimiento de los fundamentos de programación y lógica digital 17
3. Introducción a sistemas embebidos 28
4. Conocimiento de los fundamentos de FPGAs: arquitectura y funcionamiento 33
5. Introducción a VHDL: sintaxis y conceptos básicos 38
6. Realización de diseño de módulos en VHDL: combinacionales y secuenciales 47
7. Introducción a Verilog: sintaxis y estructura del lenguaje 52
8. Realización de diseño de circuitos en Verilog: combinacionales y secuenciales 61
9. Desarrollo de simulaciones y verificación de diseños en VHDL y Verilog 66

TEMA 2. IMPLEMENTACIÓN DE PROYECTOS EN FPGAS 75

1. Introducción al flujo de diseño en FPGAs 75
2. Aplicación de síntesis lógica 80
3. Realización de mapeo a dispositivo 85
4. Uso del enrutamiento 88
5. Verificación y simulación 92
6. Optimización de recursos y rendimiento estratégico 96
7. Conocimiento de pipelining 100
8. Aplicación de paralelismo 104
9. Configuración y carga de firmware en FPGAs 107
10. Utilización de herramientas de configuración 112
11. Aplicación de métodos de carga 115
12. Configuración desde flash 122
13. Conocimiento de BootROM 125
14. Solución de problemas y depuración en la implementación 128
15. Análisis de resultados 140

TEMA 3. INTERFAZ CON PERIFÉRICOS Y SENSORES 147

1. Conocimiento de bases de datos y el modelo entidad-relación 147
2. Aplicación de protocolos de comunicación en FPGAs: SPI, I2C, UART 151
3. Desarrollo de controladores para periféricos y sensores 163
4. Integración de módulos de interfaz en proyectos de firmware 175
5. Verificación y validación 183

TEMA 4. DISEÑO DE PROCESADORES EN FPGAS 189
1. Introducción a los procesadores en FPGAs 189
2. Diseño de procesadores personalizados 195
3. Procesadores avanzados: procesadores multi-núcleo y procesadores con pipeline 199
4. Arquitecturas de procesadores RISC y CISC para FPGAs 204

Glosario 223
Autoevaluación 230

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