Gestión de Red

Gestión de Red
Barba Martí, Antoni

Esta obra pretende introducir al lector en el mundo de la gestión de red dando una visión general de las arquitecturas y entornos de gestión existentes. Últimamente, aspectos como el control, la gestión de red o la gestión de servicios están obteniendo una mayor importancia para los operadores de red. Una de las razones fundamentales estriba en que los clientes cada vez más exigen una mayor calidad de servicio a un menor precio. De esta forma, se ha desatado una competencia entre operadores para disponer de la mayor cuota de mercado posible. Hay que tener en cuenta que, desde un punto de vista técnico, la fidelidad del cliente se puede obtener o mantener mejor si la calidad del servicio que proporciona el operador de red es la óptima. En el texto se realiza una descripción pormenorizada de cada entorno de gestión; el temario que se ha planteado se divide en tres grandes áreas, empezando por la gestión de servicios, introduciendo el sistema de señalización nº 7, las redes inteligentes y TINA. A continuación, en la segunda parte, basada en los grandes estándares de gestión, se dedican varios capítulos a los protocolos, recomendaciones y estándares más utilizados. En la tercera parte, se abordan los aspectos más prácticos o de aplicación y se describe cómo se realiza la gestión en redes avanzadas como son B-RDSI o UMTS. Finalmente, se da un repaso a las plataformas y herramientas de gestión de red más importantes disponibles en el mercado.

ÍNDICE

• Introducción
• Gestión de servicios
• Soluciones para la gestión de redes
• Entornos de gestión de telecomunicación orientados a objetos
• Gestión según OSI
• Red de gestión de las telecomunicaciones (TMN)
• Áreas funcionales de gestión
• Funciones de gestión de la red de señalización
• Gestión de redes virtuales
• Gestión de la red B-RDSI
• Gestión en redes de comunicaciones móviles
• Gestión en Internet
• Gestión distribuida
• Gestión basada en Webs
• Desktop Management Interface (DMI)
• Plataformas de gestión de red
• Anexos

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ÍNDICE GENERAL

• Introducción. Monitorización, control, gestión.
• Gestión de servicios. Introducción al sistema de señalización n° 7 (SS7). Arquitectura de la red SS7/CCS. Tipos de protocolos. Redes inteligentes. Contexto y objetivos. Introducción a las redes inteligentes. Evolución de la red inteligente. Componentes de la red inteligente avanzada (Advanced Intelligent Network, AIN)... Arquitectura funcional de la red inteligente. Dimensionado de un SCP. Modelo de llamada básico de la red inteligente. TINA (Telecommunications Information Networking Architecture). Arquitectura de computación TINA. Arquitectura de servicio TINA. Arquitectura de red TINA. Arquitectura de gestión TINA. Evolución de la red inteligente hacia TINA. Creación de servicios. Entorno de creación de servicios.
• Soluciones para la gestión de redes. Evolución de las redes de telecomunicaciones. Modelos para la monitorización y el control de red. Arquitecturas propietarias. Plataformas de gestión. Clases de productos de gestión. Productos de gestión de LANs standalone. Gestión de LANs de PCs. Sistemas de gestión de elementos de red de área local (LAN). Integradores para gestión de LANs. Mecanismos para la detección de configuraciones de red. RPE (Regulated Poll Emission). Modelado de la duración de un ciclo de consultas de estatus. Duración media del tiempo de ciclo de K intentos. Número esperado de intentos depolling en un ciclo. Flujos del ciclo de polling. Análisis del retardo.
• Entornos de gestión de telecomunicación orientados a objetos. Introducción a la orientación a objetos. Objetos gestionados y el entorno gestor/agente.
• Gestión según OSI. Modelo funcional. Modelo de organización. Modelo de comunicaciones: CMIP. Características principales del protocolo CMIP. Servicios usados por CMIP. Servicios ofrecidos por CMIP. Primitivas CMIP. Arquitectura de comunicaciones. X/Open Abstract Data Manipulation Application Program Interface XOM .... X/Open Management Protocols Application Program Interface (XMP). CMIS/P++. Modelo de información. MIB (Management Information Base). GDMO (Guidelines for Definition of Managed Objects).
• Red de gestión de las telecomunicaciones (TMN). Arquitectura física. Modelo organizativo. Modelo funcional. Modelo de información. Implementación física de las funciones de la TMN. Áreas funcionales de gestión. Gestión de fallos. Identificación de fallos en redes de comunicaciones. Gestión de configuración. Gestión de prestaciones. Gestión de tarificación. Gestión de seguridad.
• Funciones de gestión de la red de señalización. Controles de flujo MTP en la red de señalización. Gestión del enlace de señalización. Gestión del tráfico de señalización. Control de flujo de tráfico de señalización. Gestión de rutas de señalización. Control nodal MTP. Controles SCCP. Controles de congestión automáticos. Gestión de fallos. Arquitectura de gestión de red de señalización.
• Gestión de redes virtuales. Introducción. Estándares de VLAN. Gestión de red en VLAN. Seguridad en VLAN.
• Gestión de la red B-RDSI. Introducción a la gestión de la red B-RDSI. Interfaces en la red de gestión de banda ancha. Interfaces definidas por el ATM Forum. ATM Forum. ILMI. Celdas OAM. IETF en ATM. AToM: RFC 1695. Tendencias y análisis comparativo entre estándares de gestión ATM. Control de tráfico en redes ATM. Calidad de servicio. Parámetros de tráfico. Descriptores de tráfico. Mecanismos de control de tráfico. Funciones de control de congestión. Control de flujo. Recuperación en redes ATM. Mecanismos de recuperación ATM alternativos. Redes de protección ATM. Redes reconfigurables. Redes ATM autorecuperables. Autorecuperación con backup de VPs semidedicados. Restauración multicapa.
• Gestión en redes de comunicaciones móviles. Introducción a las comunicaciones personales. Comparación entre la gestión en sistemas cableados y sistemas de comunicación móviles. Arquitectura de la red GSM. Arquitectura de las redes PCS. Características de los sistemas basados en PCS. Servicios PCS. Gestión de movilidad. Gestión de recursos. Métodos de acceso en PCS. Protocolo de señalización. Red inteligente para servicios personales en redes de comunicaciones móviles avanzadas. Funciones de gestión. Objetos gestionados. Red inteligente y sistemas de comunicación móviles. Características de los servicios UPT. Seguridad en la red. Servicios UPT de red inteligente sobre red GSM. Red inteligente en GSM: CAMEL. Evolución de PCS hacia sistemas de tercera generación. Arquitectura de la red UMTS. Estructura de directorios en la red fija. Bases de datos distribuidas. Distribución de información en las bases de datos. Conclusiones.
• Gestión en Internet. Introducción. Evolución. Estructura de la información de gestión. Sintaxis ASN.1. Tipos simples. Tipos estructurados. Tipos etiquetados (tagged). Subtipos ASN.1. Bases de información de gestión (MIB). MIB-I 
• MIB-II. MIBs experimentales. MIBs privadas. Simple Network Management Protocol (SNMP). Operaciones de SNMP. Codificación para la transferencia de la información de gestión: BER. Configuración y rendimiento de una red gestionada por el protocolo SNMP. Interrogación (polling) de estatus de dispositivos. Interrogación (polling) de descubrimiento (Discovery). Interrogación (polling) de configuración de topología. Interrogación (polling) de chequeo de configuración de dispositivo. Interrogación (polling) de estatus de estación de sondeo. Otras aplicaciones. Marco administrativo. Configuraciones para el uso del protocolo SNMP en entornos heterogéneos. Sistemas de gestión de red basados en SNMP emergentes. Sistemas de gestión de LANs heterogéneas. Valoración crítica de las MIB en SNMP. Conclusiones sobre SNMP. Comparación entre los protocolos CMIP y SNMP. SNMPv2. Operaciones de SNMPv2. SNMPv3. Remote Network-Monitoring (RMON). RMON 2. RMON 3.
• Gestión distribuida. Distributed Computing Environment (DCE). Componentes principales de DCE. Restricciones en el uso de DCE. Razones para escoger DCE. Distributed Management Environment (DME). CORBA. Gestión según OMG. Arquitectura CORBA. Pasarela CORBA/CMIP. Conclusiones. Distributed Component Object Model (DCOM). OLE y el modelo de objeto COM. Gestión basada en agentes inteligentes móviles. Introducción a los agentes inteligentes. Clases de agentes inteligentes. Agentes móviles. Arquitecturas de comunicaciones basadas en agentes. Gestión basada en agentes. Procesos elásticos.
• Gestión basada en Webs. Java Management API (JMAPI). Web-based Enterprise Management (WBEM).
• Desktop Management Interface (DMI). Common Information Model (CIM).
• Plataformas de gestión de red. Plataformas de gestión. Plataforma de gestión de red OpenView. SunNet Manager (SUN). IBM System View para AIX. SPECTRUM de Cabletron. TME10 (Tivoli Management Environment). Anexos. Recomendaciones Y Normas. Direcciones En Internet.

Electrotecnia

Electrotecnia
Ramón M. Mujal Rosas

Esta obra pretende ser un compendio de electricidad, dirigido a técnicos provenientes de carreras en las que la electricidad no es materia fundamental, por lo que tienen que ampliar y refrescar sus conocimientos en esta ciencia difícil pero indispensable para el funcionamiento de cualquier proceso industrial actual. Dada la importancia que esta energía representa, se enfoca el estudio desde sus inicios, evitando las formulaciones, teoremas y funciones específicas muy concretas, más adecuadas para técnicos especializados en el sector. Por el contrario, se abordan con extensión y rigor los temas de interés general y económico, en los cuales resulta indispensable en ocasiones, la resolución de casos prácticos para su mejor comprensión, en cuyo caso no se escatiman los cálculos o procedimientos necesarios. En definitiva, se pretende que el lector adquiera una visión global de la utilización y las posibilidades actuales de la energía eléctrica, tanto en sus aspectos técnicos como en los económicos y medioambientales, que le permitan actualizar o ampliar sus conocimientos, para aplicarlos con seguridad en los diversos ámbitos profesionales que puedan presentarse.

ÍNDICE

• I La electricidad: conceptos y parámetros eléctricos 
• La electricidad 
• Parámetros eléctricos longitudinales 
• Parámetros eléctricos transversales 
• II Líneas eléctricas y protecciones de sistemas eléctricos 
• Cálculo de líneas eléctricas 
• Protección de los sistemas eléctricos 
• III Máquinas eléctricas y regulación de la tensión en los sistemas eléctricos 
• Transformadores 
• Regulación de la tensión en líneas aéreas 
• IV Centrales eléctricas y funcionamiento económico de los sistemas eléctricos 
• Centrales eléctricas convencionales 
• Despacho económico 
• Anexos 

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ÍNDICE GENERAL

• La electricidad: conceptos y parámetros eléctricos.
• La electricidad. Historia de la electricidad. Cronología histórica de la electricidad. Estructura de un sistema eléctrico. Suministros eléctricos. Parámetros eléctricos característicos. Tensiones más frecuentes utilizadas en España. Elementos constitutivos de los sistemas de potencia. Generación de energía eléctrica. Cuestiones y problemas.
• Parámetros eléctricos longitudinales. Aspectos generales. Resistencia. Conductores. Efecto peculiar y proximidad. Inductancia. Campo magnético. Cálculo de la inductancia. Cuestiones y problemas.
• Parámetros eléctricos transversales. Capacidad. Efecto Ferranti. Cálculo de la capacidad. Conductancia. Efecto corona y ailador. Problema resuelto de cálculo de los efectos corona y ailador. Cuestiones y problemas.
• II Líneas eléctricas y protecciones de sistemas eléctricos.
• Cálculo de líneas eléctricas. Introducción. Conceptos previos. Diagramas. Tipos de magnitudes eléctricas. Cálculo de líneas. Métodos de las constantes, en “T” y en “?”. Problema resuelto de cálculo de líneas eléctricas por todos los métodos. Cuestiones y problemas.
• Protección de los sistemas eléctricos. Protección de los sistemas eléctricos. Sobrecargas, cortocircuitos. Coordinación de los sistemas de protección. Selectividad eléctrica. Tipos de contactos eléctricos. Técnicas de seguridad contra los contactos eléctricos. Cuestiones y problemas.
• III Máquinas eléctricas y regulación de la tensión en los sistemas eléctricos.
• Transformadores. Introducción. Consideraciones generales. Principio de funcionamiento del transformador, ideal y real. Circuito equivalente de un transformador. Ensayos del transformador. Ensayos de cortodircuito y de vacío. Caída de tensión en un transformador. Cuestiones y problemas.
• Regulación de la tensión en líneas aéreas. Introducción. Cálculo de las condiciones eléctricas en una línea de energía eléctrica. Cálculo aproximado de la caída de tensión en una línea corta. Flujo de potencia en una línea eléctrica aérea. Regulación de la tensión en líneas eléctricas. Cálculo de la potencia reactiva de compensación en paralelo. Problema resuelto de regulación de la tensión en las líneas eléctricas. Cuestiones y problemas.
• IV Centrales eléctricas y funcionamiento económico de los sistemas eléctricos.
• Centrales eléctricas convencionales. Tipos de centrales eléctricas. La centrales eléctricas en España. Las centrales hidroelécticas. Las centrales térmicas clásicas. Las centrales nucleares. Cuestiones y problemas.
• Despacho económico. Introducción al despacho económico. Control de un sistema de potencia. Funcionamiento económico de las centrales eléctricas. Control automático de la generación. Funcionamiento económico de los sistemas de potencia. Cuestiones y problemas.
• Anexos. Constantes de magnitudes físicas, terrestres y cuánticas. Resistividad, coeficiente de temperatura, punto de fusión y densidad de diversos materiales. Coeficientes de resistividad de los aislantes. Magnitudes y unidades magnéticas. Conductores eléctricos. Conductancia, autoinducción y susceptancia. Método de las constantes auxilier. Método del circuito equivalente en “T” y en “/_”. Fórmulas para el cálculo de líneas eléctricas.

Electrónica Del Dispositivo al Sistema - Fundamentos de Electronica

Electrónica Del Dispositivo al Sistema
Fundamentos de Electronica

Antonio Calomarde Palomino

En este libro se recogen los conceptos necesarios para cubrir un curso completo de Electrónica. Se empieza con una descripción de los dispositivos fundamentales utilizados en Electrónica (Diodos, transistor bipolar, transistor M.O.S.), para pasar a continuación a su utilización en circuitos sencillos, de fácil comprensión para el alumno. Se acaba con algunos conceptos más avanzados como por ejemplo realimentación y respuesta frecuencial. El material presentado en esta obra es utilizado como material de soporte en clase, siendo muy útil para ayudar al seguimiento por parte del estudiante de los conceptos presentados. Este material también está disponible en el formato necesario para su impresión en formato transparencia.

ÍNDICE

• Física del estado sólido
• Unión PN
• Transistor bipolar
• Transistor MOS
• Aplicación con diodos
• Aplicaciones con BJT
• Aplicaciones con MOS
• Respuesta frecuencial de los amplificadores
• Amplificadores multietapa
• Amplificador Operacional
• Realimentación

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Electricidad, Teoría de Circuitos y Magnetismo

Electricidad,Teoría de Circuitos y Magnetismo
Gonçal Fernández Mills - Julian Fernández Ferrer

La presente obra pretende ser una introducción a la teoria electromagnética clásica. Està destinada a estudiantes que sólo tienen conocimientos muy elementales de esta parte de la física pero que poseen ya un cierto bagaje de álgebra vectorial y cálculo infitesimal. Se analiza el comportamiento de las distribuciones de carga en reposo (electroestática), el movimiento de cargas (electrocinética), la interacció entre dos corrientes en presencia (magnetismo), se define el concepto de campo de indirección magnética y las leyes de la magnetoestática. Se considera además la presencia de materiales magnéticos, sus características y aplicaciones en el campo de la Electrotecnia. Por último se hace referencia a las ecuaciones de Maxwell en sus formas diferencial e integral.

ÍNDICE

• Electrostática
• Carga eléctrica y campo eléctrico
• Ecuaciones fundamentales de la electrostática
• Energía en los campos eléctricos
• Conductores en equilibrio electrostático
• Dieléctricos
• Dieléctricos
• Electrocinética
• Corriente continua
• Magnetismo
• Magnetismo en el vacío
• Inducción electromagnética
• Propiedades magnéticas de la materia
• Ecuaciones de Maxwell
• Ecuaciones de Maxwell
• Corrientes alternas
• Corriente alterna

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ÍNDICE GENERAL

• Electrostática.
• Carga eléctrica y campo eléctrico. Introducción Ley de Coulomb. La intensidad del campo eléctrico. Potencial eléctrico. El campo eléctrico en el exterior y en el interior de los cuerpos macroscópicos cargados.
• Ecuaciones fundamentales de la electrostática. Teorema de Gauss. Forma diferencial de la Ley de Gauss. Ecuaciones de Poisson y de Laplace.
• Energía en los campos eléctricos. Energía potencial de una distribución discreta de cargas puntuales. Energía potencial de una distribución continua de cargas. Densidad de energía eléctrica.
• Conductores en equilibrio electrostático. Campo y cargas en un conductor en equilibrio. Campo en la superficie de un conductor en equilibrio. Presión electrostática. Capacidad de un conductor aislado. Inducción o influencia electrostática. Teorema de los elementos correspondientes. Influencia total Condensadores. Capacidad de un condensador plano. Condensador esférico. 
• Dieléctricos.
• Dieléctricos. Dipolo eléctrico. Materiales dieléctricos. Polarización eléctrica. Campo eléctrico en un punto exterior a un dieléctrico polarizado creado por los dipolos de éste. Campo local. Susceptibilidad eléctrica. La divergencia de E en presencia de dieléctricos. Permitividad relativa; ecuación de Poisson para dieléctricos. Campos eléctricos en presencia de dieléctricos. 
• Electrocinética.
• Corriente continua. Corriente eléctrica. Densidad de corriente. Ley de Ohm. Variación de la resistividad con la temperatura Termómetro de resistencia. Ley de Joule. Generador Fuerza electromotriz. Asociación de generadores. Asociación en paralelo. Asociación en serie. Receptor Fuerza contraelectromotriz. Circuito de malla única con generadores y resistencias. 
• Magnetismo.
• Magnetismo en el vacío. Fuerza magnética. Inducción magnética Ley de Biot-Savart. Ejemplos. Inducción magnética creada por una corriente rectilínea indefinida. Fuerza por unidad de longitud entre dos hilos paralelos e indefinidos. Acción de un campo magnético uniforme sobre una espira. Fuerza magnética sobre una carga eléctrica en movimiento. 
• Inducción electromagnética. Evidencia experimental de la inducción electromagnética. Ley de Faraday. Ley de Lenz. Aplicación: Alternador elemental. Corrientes de Foucault. Campo eléctrico inducido en función del potencial vector. Coeficiente de inducción mutua. Coeficiente de autoinducción. Establecimiento y supresión de la corriente en un circuito inductivo. 
• Propiedades magnéticas de la materia. Dipolo magnético. Materiales magnéticos. Intensidad de imanación. Inducción magnética en un punto exterior. Interpretación física de las corrientes de Ampére. Susceptibilidad magnética y permeabilidad. Ferromagnetismo Histéresis. Dominios de Weiss. Energía disipada en un ciclo de histéresis. Circuitos magnéticos. 
• Ecuaciones de Maxwell.
• Ecuaciones de Maxwell. Ley de la conservación de la carga. Corrientes de desplazamiento. Ecuaciones de Maxwell.
• Corrientes alternas.
• Corriente alterna. Valor eficaz de una función periódica. Derivada e integral de una función sinusoidal del tiempo. Corriente alterna. Circuito RLC serie. Circuito RL. Circuito RC. Impedancias en serie. Impedancias en paralelo. Resonancia. Resonancia paralelo o antirresonancia. Potencia de una corriente alterna. Impedancias complejas. Impedancias en serie. Impedancias en paralelo. Teorema de superposición. Definiciones para la teoría de circuitos. Teorema de Thévenin. y Norton
• Teorema de la máxima transferencia de potencia.

Antenas

Antenas

Ángel Cardama Aznar
Lluís Jofre Roca
Juan Manuel Rius Casals
Jordi Romeu Robert
Sebastián Blanch Boris
Miguel Ferrando Bataller

En este libro se presentan los métodos fundamentales de análisis de antenas con un nivel de detalle que permite comprender sus principios de funcionamiento y conocer los parámetros de diseño que son de interés práctico. Es un texto autocontenido, que sólo requiere conocimientos previos básicos de electromagnetismo, estructurado de modo que el lector pueda progresar gradualmente a lo largo de los sistemas radiantes que se emplean habitualmente en radiodifusión, radiocomunicaciones, comunicaciones móviles, radar y telecomunicación espacial. Incluye también sendos capítulos sobre propagación en diversos entornos, procedimientos y sistemas de medida de antenas, y una presentación detallada de los métodos numéricos utilizados actualmente en el análisis y el diseño de las antenas. Está dirigido principalmente a los estudiantes de ingeniería de telecomunicación que necesitan conocer los fundamentos básicos y los principios de funcionamiento de las antenas, pero también puede ser de utilidad para aquellos técnicos que deseen profundizar sus conocimientos en este campo.

ÍNDICE 

• Consideraciones generales sobre antenas
• Propagación
• Fundamentos de radiación
• Análisis de antenas básicas
• Agrupaciones de antenas
• Antenas de banda ancha
• Métodos numéricos
• Medida de antenas
• Anexo 

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ÍNDICE GENERAL

• Consideraciones generales sobre antenas. Introducción. Parámetros de antenas en transmisión. Impedancia. Intensidad de radiación. Diagrama de radiación. Directividad. Polarización. Ancho de banda. Parámetros de antenas en recepción. Adaptación. Área y longitud efectiva. Ecuación de transmisión. Ecuación del radar. Temperatura de ruido de antena.
• Propagación. Propagación en el espacio libre y en el entorno terrestre. Efecto de la tierra. Introducción. Reflexión en tierra plana. Difracción. Onda de superficie. Efecto de la troposfera. Atenuación. Refracción. Efecto de la ionosfera. Introducción. Propagación en un medio ionizado. Influencia del campo magnético terrestre. Comunicaciones ionosféricas. Modelización de la propagación en entornos complejos. Introducción. Modelos empíricos para el valor medio de las pérdidas de propagación. El Modelo Okumuna-Hata. Caracterización estadística de las pérdidas de propagación. Desvanecimientos rápidos multicamino y diversidad. Fuentes de ruido externo. Resumen.
• Fundamentos de radiación. Ecuaciones de Maxwell. Fuentes eléctricas y magnéticas Dualidad. Potenciales retardados. Expresiones generales de los campos. Aproximaciones a grandes distancias para los campos radiados. Radiación de corrientes magnéticas. Significado de los vectores de radiación. Regiones de Fresnel y de Fraunhofer. Teoremas de unicidad y equivalencia. Teorema de reciprocidad. Aplicación del teorema de reciprocidad. Consecuencias del teorema de reciprocidad. Relación entre parámetros de transmisión y de recepción Longitud efectiva. Coeficiente de desacoplo de polarización. Impedancia de entrada e impedancias mutuas.
• Análisis de antenas básicas. Antenas elementales. Dipolo elemental. Espira circular elemental. Solenoide cargado con ferrita. Expresiones generales de para dipolos y espiras. Dipolos. Efecto de la tierra Monopolos. Teoría de imágenes. Monopolos. Efecto de una tierra imperfecta. Efecto de un plano de tierra finito. Antenas cargadas. Cálculo de la matriz de impedancias entre dos dipolos. Impedancia de entrada de un dipolo. Impedancia mutua entre dipolos. Sistemas de alimentación. Redes de adaptación. Antenas no alimentadas en su centro. Alimentación en paralelo. Dipolo doblado. Simetrizadores y transformadores.
• Agrupaciones de antenas. Introducción. Campos radiados por agrupaciones. Diagrama de radiación de agrupaciones. Factor de la agrupación. Representación gráfica del factor de la agrupación. Diagrama de una agrupación de dos elementos. Polinomio de la agrupación. Distribuciones de corrientes típicas. Uniforme. Triangular. Binómica. Comparación de las características. Descomposición en suma o convolución. Agrupación lineal uniforme. Agrupaciones transversales y longitudinales. Directividad de agrupaciones lineales. Expresión general de la directividad para agrupaciones ordinarias. Expresión general aproximada del ancho de haz y la directividad. Relación entre alimentación, directividad y diagrama. Agrupaciones bidimensionales. Síntesis de agrupaciones. Método de Schelkunoff. Síntesis de Fourier. Síntesis de Woodward-Lawson. Síntesis de Chebychev. Síntesis de Taylor. Agrupaciones superdirectivas. Agrupaciones adaptables. Alimentación de agrupaciones. Agrupaciones con elementos parásitos. Antenas de Yagi-Uda.
• Aperturas. Campos radiados por aperturas. Equivalente electromagnético de una apertura. Expresiones generales de los campos radiados. Apertura elemental. Apertura rectangular. Apertura circular. Bocinas. Bocinas sectoriales y piramidal. Bocina cónica. Ranuras. Ranura elemental. Ranura resonante. Antenas impresas. Reflectores. Reflectores diédricos. Reflectores parabólicos. Análisis geométrico. Análisis electromagnético. Parámetros. Consideraciones de tipo práctico. Tipos de alimentador. Geometrías de reflector. Lentes. Análisis electromagnético. Lentes escalonadas (zoned lenses). Lentes TEM. Lentes de Luneburg. Compararación entre reflectores y lentes.
• Antenas de banda ancha. Introducción. Antenas de hilo. Otras antenas de banda ancha. Hélices. Antenas independientes de la frecuencia. Espirales. Antenas logoperiódicas. Antenas fractales.
• Métodos numéricos. Introducción. Planteamiento de la solución. Clasificación de los métodos numéricos. Métodos integrales. Aplicación del teorema de equivalencia. Formulación de las ecuaciones integrales. Alimentación. Discretización de las ecuaciones integrales. Método de los momentos. Método del gradiente conjugado. Funciones base y peso. Métodos de alta frecuencia. Óptica física. Método de las corrientes equivalentes (MEC). Métodos asintóticos o de trazado de rayos. Ondas de superficie. Análisis en alta frecuencia de superficies arbitrarias.
• Medida de antenas. Introducción. Medida de diagramas de radiación Campos de medida. Criterios de diseño de los campos de medida. Campos de medida. Instrumentación de medida. Medida de ganancia. Medida de directividad. Medida de impedancia. Medida de la distribución de corriente. Medida de polarización. Medida de la temperatura de antena. Modelos a escala. Medidas en campo próximo. Formulación del caso plano. Campo próximo cilíndrico y esférico. Ventajas e inconvenientes de la medida en campo próximo.
• Anexo . Solución de la ecuación de onda Función de Green. Directividad de agrupaciones. Método gráfico. Relación entre alimentación, directividad y diagrama. Símbolos y constantes físicas. Operadores vectoriales y transformación de coordenadas. Funciones. Respuestas a las cuestiones y a los problemas.

Diseño Digital. Una Perspectiva VLSI-CMOS

Diseño Digital. Una Perspectiva VLSI-CMOS
Alcubilla González, Ramon. Pons Nin, Joan. Bardés Llorensí, Daniel

El presente texto aporta el material necesario para un curso introductorio de Electrónica Digital. Incluye los conceptos fundamentales de diseño clásico de circuitos lógicos combinacionales y secuenciales. Adicionalmente se introducen aspectos de diseño de circuitos integrados con tecnología VLSI-CMOS. Se ha incidido particularmente en los elementos de autoaprendizaje mediante la inclusión de numerosos ejemplos y problemas.

ÍNDICE

• Primera aproximación a los sistemas digita les
• Fundamentos abstractos del diseño digital
• Fundamentos circuitales del diseño digital
• Fundamentos tecnológicos del diseño digital
• Diseño de circuitos combinacionales
• Introducción a los sistemas secuenciales
• Diseño de circuitos secuenciales síncronos
• Apéndice

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ÍNDICE GENERAL.

• Primera aproximación a los sistemas digita les. Definiciones. Sistemas digitales combinacionales y secuenciales. Codificación. Codificación de números enteros. Códigos alfanuméricos. Códigos detectores de errores. Cuestiones y problemas.
• Fundamentos abstractos del diseño digital. Funciones lógicas. Representación mediante tabla de verdad. Representación mediante tabla de Karnaugh. Funciones lógicas de una y dos variables. Funciones incompletamente especificadas. Composición de funciones lógicas. Algebra de Boole. Postulados del Algebra de Boole. Teoremas del Algebra de Boole. Simplificación algebraica. Formas canónicas de una función lógica. Minterms y Maxterms. Teorema de Shannon. Formas canónicas. Grupo completo de funciones. Realización de logigramas. Minimización de funciones lógicas. Consideraciones previas. Método de Karnaugh. Minimización en forma de producto de sumas. Minimización de funciones incompletamente especificadas. Limitaciones del método de Karnaugh. Cuestiones y problemas.
• Fundamentos circuitales del diseño digital. Características eléctricas de las puertas lógicas. Curva de transferencia y niveles lógicos. Márgenes de ruido. Retardos de propagación. Potencia consumida. El transistor MO S. Estructura y funcionamiento básico. Efectos de segundo orden. Puertas lógicas NM OS. Inversor NMOS con carga de vaciamiento. Puertas básicas NM OS. Puertas de transmisión. Transistor de paso NM OS. Transistor de paso PMOS. La puerta de transmisión CMOS. Puertas lógicas CMO S. Inversor CMOS. Puertas básicas CM OS. Otras estructuras. Cuestiones y problemas.
• Fundamentos tecnológicos del diseño digital. Etapas básicas de fabricación de circuitos integrados. Deposición de capas. Oxidación térmica. Fotolitografía. Difusión de impurezas. Implantación iónica. Fabricación de un transistor MOS con puerta de polisilicio. Procesos CMOS y layouts. Fabricación de un inversor CM OS. Layouts. Reglas de diseño de layouts. Caracterización eléctrica de circuitos integrados MOS. Estimación de resistencias. Estimación de capacidades. Cálculo simplificado de retardos de propagación. Retardos en un inversor. Retardos en una cadena de inversores. Retardo en una cadena de interruptores. Retardos en puertas CMOS cualesquiera. Cuestiones y problemas.
• Diseño de circuitos combinacionales. ¿Por qué la realización a dos niveles no resuelve el problema del diseño combinacional?. Diseño con redes modulares. Construcción de redes modulares. Análisis y síntesis de redes modulares. Módulos combinacionales estándar. Decodificadores. Codificadores. Multiplexores. Demultiplexores. Sumadores. Comparadores. Unidades aritmético-lógicas. Diseño combinacional basado en módulos universales. Diseño combinacional con multiplexores. Diseño combinacional con decodificad ores. Diseño combinacional con módulos programables. Diseño combinacional basado en ROM. Diseño combinacional con P LA. Cuestiones y problemas.
• Introducción a los sistemas secuenciales. Especificación de sistemas secuenciales. Concepto de estado. Especificación basada en el estado. Diagrama de esta dos. Equivalencia de esta dos. Sincronización de sistemas secuenciales. Sistemas secuenciales síncronos y asíncronos. Implementación canónica de un sistema secuencial síncrono. Biestables. Biestable D. Biestable J K. Biestable T. Realización de biestables. Biestable SR asíncrono. Biestables sincronizados por nivel. Biestables sincronizados por flanco. Cuestiones y problemas.
• Diseño de circuitos secuenciales síncronos. Diseño canónico de circuitos secuenciales síncronos. Método sistemático de análisis. Método sistemático de síntesis. Módulos secuencia les. Registros. Registros de desplazamiento. Contadores. Dispositivos lógicos programables. Memorias RAM. Descripción genérica. Memorias MOS dinámicas y estáticas. Cuestiones y problemas.
• Apéndice. Aritmética binaria. Familias lógicas bipolares.

Diseño de Circuitos y Sistemas Integrados

Diseño de Circuitos y Sistemas Integrados

Antonio Rubio. Josep Altet. Xavier Aragonés. José Luis González. Diego Mateo. Francesc Moll

La tecnología de circuitos integrados, basada principalmente en la miniaturización de los circuitos ha evolucionado intensamente en los últimos tiempos. El objetivo de esta obra es dar a conocer esta evolución reciente y futura, sus posibilidades y limitaciones, y proporcionar al estudiante una previsión de la tecnología que estará en el mercado en las dos próximas decadas y de sus elementos motores. Se contempla un doble marco de análisis y diseño y, a partir de una tecnología común -la tecnología CMOS y sus variantes (SOI, BICMOS)-, se encuadran las principales secciones analógicas y digitales de los circuitos mixtos y su aplicación a sistemas integrados complejos.

ÍNDICE

• Concepto De Sistema Integrado Mixto. 
• Tecnología De Circuitos Integrados
• Metodologías De Diseño De Circuitos Integrados. 
• Interconexiones, Componentes Pasivos Y De Interfaz
• Funciones Digitales Del Sistema. 
• Funciones Analógicas Del Sistema. 
• Integración Del Sistema Mixto.

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ÍNDICE GENERAL

• Concepto de sistema integrado mixto. Introducción. Sistemas integrados de proceso digital. Sistemas de telecomunicación. Conclusión. Principios, subsistemas y diseño.
• Tecnología de circuitos integrados. Introducción. Fundamentos de los dispositivos MOS. Estructura básica: Condensador MOS. Concepto de inversión de portadores en una película de la superficie del semiconductor, tensión umbral. Estructura de un transistor MOS. Característica I/V de un transistor MOS. Parámetros y características de los dispositivos y las intercon en tecnología CMOS. Modelo analítico del transistor MOS. Características eléctricas de los circuitos CMOS. Capacidades en un transistor MOS. Modelo de pequeña señal de un MOS en saturación. Fundamentos de la tecnología de fabricación de circuitos integrados CMOS. Fundamento de la fabricación de circuitos integrados. Relación de mascaras físicas y capas de diseño en una tecnología CMOS twin-well. Fases del proceso de fabricación. Concepto de oblea. Tendencias en la evolución tecnológica Modelos de escalado microelectrónico. La evolución de la tecnología microelectrónica y la ley de Moore. Modelos de escalado tecnológico para dispositivos CMOS. Modelos de escalado tecnológico para las interconexiones. Evolución de las principales características eléctricas de los circuitos integrados CMOS. Limitaciones de los modelos de escalado Escenarios de escalado tecnológico realistas. Tendencias futuras en la evolución tecnológica. Efectos de la integración y la miniaturización en el comportamiento de los dispositivos. Latch-up, desapareamiento y otras consecuencias de la integración. Efectos de canal corto y portadores calientes. Defectos y desviaciones del proceso de fabricación, rendimiento del proceso. Perturbaciones en el proceso de fabricación de un circuito integrado. Rendimiento del proceso de fabricación. Impacto del rendimiento de fabricación en el costo unitario de un circuito integrado. Desviación de parámetros debido al proceso.
• Metodologías de diseño de circuitos integrados. Metodologías de diseño. Niveles de abstracción y representaciones de un circuito microelectrónico. Diagrama de la “Y” y procedimientos involucrados en el diseño. Variables de diseño para cada nivel de abstracción. Escenarios de objetivos de implementación. Diagrama de flujo de diseño y herramientas de ayuda al diseño. Diseño descendente, diseño ascendente. Flujo de diseño típico en ASIC’s. Herramientas CAD. Entornos EDA. Tendencias futuras en CAD. Lenguajes de descripción y formatos. Modelos y simuladores físicos. Modelos y simuladores eléctricos. Modelos y simuladores lógicos. Modelos y simuladores de alto nivel. Automatización del diseño microelectrónico. Síntesis de alto nivel. Síntesis y optimización lógica. Síntesis a nivel físico: colocación y conexionado. Costes de la fase de diseño. Costes de personal. Costes de herramientas de diseño. Costes fijos. Costes de diferentes alternativas de diseño de circuitos integrados. Full Custom. Standard Cell. Gate Array. FPGA. Comparación entre alternativas.
• Interconexiones, componentes pasivos y de interfaz. Interconexiones. Jerarquía de interconexiones. Efectos parásitos de las interconexiones. Modelación de las interconexiones. Cálculo simplificado de parámetros eléctricos. Encapsulados. Conexión eléctrica del chip. Tipos de encapsulado. Modelación térmica. Componentes pasivos. Resistores. Condensadores. Inductores. Buffers y celdas de Entrada/Salida. Control de nodos con gran capacidad Fanin y Fanout. Optimización de buffers. Celdas E/S. Diseño de bajo ruido. Acoplamientos entre líneas. Ruido de conmutación. Ruido acoplado a través del substrato.
• Funciones digitales del sistema. Introducción. Prestaciones básicas de las familias lógicas. Lógica CMOS estática. Lógica CMOS estática convencional. Lógicas estáticas de transistores de paso. Lógica CVSL (Cascode Voltage Switch Logic). Lógica dinámica. Bases de la lógica dinámica. Lógica C2MOS (Clocked CMOS Logic). Lógica CMOS dinámica de precarga y evaluación (PE Logic). Lógica CMOS Dominó. Lógica NP Dominó (o Zipper). Lógica CVSL (dinámica). Lógica TSPC (True Single Phase Clock Logic). Comparación y utilidad de las diferentes lógicas dinámicas. Diseño avanzado de subsistemas digitales. Sumadores. Multiplicadores. Decodificadores y multiplexores. Unidades aritmético-lógicas. Subsistemas secuenciales avanzados. Diseño digital de bajo consumo. Análisis del consumo en circuitos integrados digitales CMOS. Minimización de la potencia estática. Minimización de la potencia debida a corrientes de fugas. Minimización de la potencia de cortocircuito. Minimización de la potencia dinámica. Generación y distribución del reloj. Restricciones temporales asociadas al reloj. Estrategias de distribución de reloj. Generación del reloj. Sincronización del reloj Uso de DPLLs. Memorias. Tipos de memorias. Estructura externa de una memoria semiconductora. Estructura interna de una memoria semiconductora. Memoria RAM estática: SRAM. Memoria RAM dinámica: DRAM. Algunas variantes sobre memorias volátiles. Memorias semiconductoras no volátiles. Memorias Flash.
• Funciones analógicas del sistema. Introducción. Referencias de tensión. Definición de la función. Parámetros que afectan al comportamiento de la función Figuras de mérito. Estrategias de diseño Topología de circuitos. Referencias de corriente. Definición de la función. Parámetros que afectan al comportamiento de la función Figuras de mérito. Estrategias de diseño Topologías de circuitos. Amplificación. Características eléctricas de los amplificadores. Implementaciones de una sola etapa. Etapa de ganancia cascodo. Amplificador diferencial. Amplificador operacional básico. Amplificadores de salida. Amplificadores de bajo consumo y baja tensión. Circuitos de capacidades conmutadas. Introducción a las capacidades conmutadas. El integrador como circuito básico. Limitaciones prácticas de los circuitos con capacidades conmutadas. Técnicas de diseño de filtros con capacidades conmutadas. Circuitos de capacidades conmutadas con baja tensión. Implementaciones actuales y aplicaciones. Convertidores Digital/Analógico. Definiciones y conceptos básicos de la conversión digital/analógico. Técnicas básicas de conversión digital/analógico. Implementaciones actuales y limitaciones tecnológicas. Convertidores Analógico/Digital. Definiciones y conceptos básicos de la conversión analógico/digital. Muestreadores. Técnicas básicas de conversión analógico/digital. Implementaciones actuales y limitaciones tecnológicas.
• Integración del sistema mixto. Introducción. Tecnologías complementarias a CMOS. Tecnología BiCMOS (Bipolar CMOS). Proceso típico BiCMOS. Inversor BiCMOS. Puertas NAND y NOR BiCMOS. Ejemplos de aplicación de tecnología BiCMOS. Tecnología SOI (Silicon On Insulator). Introducción. Características y aplicaciones de CMOS SOI. Tecnología MCM (Multichip Module). Tecnología MEMS (MicroElectro-Mechanical Systems). Introducción. Características mecánicas del silicio. Métodos de fabricación. Áreas de aplicación. Circuitos integrados de radiofrecuencia. Arquitecturas receptoras y transmisoras para RF. Circuitos básicos para radiofrecuencia. Aspectos de integración de sistemas RF en tecnología CMOS. Ejemplo 1: Microsistema autocalibrado transmisor/receptor de ultrasonidos. Descripción de las membranas de silicio. Diagrama de bloques del circuito. La fuente de ultrasonidos. El receptor de ultrasonidos. Implementación. Ejemplo 2: Sensor de imagen CMOS. Principio de funcionamiento. Estructura general del sensor. Operación del pixel. Lectura de la señal de columna. Variaciones entre pixel y entre columnas. Conclusiones. Ejemplo 3: Sistema audiométrico analógico-digital integrado. Diagrama de bloques. Generador de señales digital. Sección analógica. Implementación del sistema. Ejemplo 4: Receptor monolítico de teléfonos inalámbricos para la normativa DECT. Diagrama de bloques. Análisis de los bloques del sistema. Implementación. Ejemplo 5: Sistema en Chip (SoC) para aplicaciones Bluetooth. Introducción a Bluetooth. Implementación de módulos Bluetooth.