Pla docent de l'assignatura

 

 

Català Castellano English Tanca imatge de maquetació

 

Imprimeix

 

El rector de la Universitat de Barcelona ha resolt, en data 3 d’abril de 2020, d’acord amb el president de la Generalitat, la consellera d’Empresa i Coneixement, i els rectors i rectores de les altres universitats catalanes, suspendre la docència presencial corresponent al segon quadrimestre fins a la finalització del curs. Aquest fet obliga a adaptar la planificació de la docència presencial a la modalitat de docència en línia i en conseqüència també pot implicar la modificació d’alguns dels apartats del pla docent de les assignatures. La descripció dels canvis es recull en una addenda al final del pla docent original.



Dades generals

 

Nom de l'assignatura: Microxips Biomèdics

Codi de l'assignatura: 364596

Curs acadèmic: 2019-2020

Coordinació: Pedro Luis Miribel Catala

Departament: Departament d'Enginyeria Electrònica i Biomèdica

crèdits: 3

Programa únic: S

 

 

Hores estimades de dedicació

Hores totals 75

 

Activitats presencials i/o no presencials

30

 

-  Teoricopràctica

Presencial

 

30

Treball tutelat/dirigit

10

(Activitats indicades al Campus.)

Aprenentatge autònom

35

 

 

Recomanacions

 

Seguir tota la documentació que es penja al Campus Virtual i tenir-la disponible a l’hora de fer la classe presencial teòrica i pràctica.

 

 

Competències que es desenvolupen

 

   -

Coneixement de matèries bàsiques i tecnològiques, que capaciti per a l'aprenentatge de nous mètodes i tecnologies, i doti d'una gran versatilitat per adaptar-se a situacions noves (personal).

   -

Habilitat per treballar de manera autònoma (personal).

   -

Capacitat per utilitzar eines informàtiques de recerca de recursos bibliogràfics o d'informació relacionada amb les tecnologies mèdiques i la bioenginyeria (personal).

   -

Capacitat per accedir a estudis posteriors, desenvolupar una actitud positiva per mantenir actualitzats els coneixements en un procés de formació continuada i proporcionar l'amplitud i profunditat suficient per accedir a la formació de postgrau en l'àmbit de l'ensenyament avançat de l'enginyeria biomèdica.

Objectius d'aprenentatge

 

Referits a coneixements

— Adquirir el concepte de bioxip i conèixer l’àmplia família de dispositius relacionats amb l’àmbit.
— Conèixer el procés de disseny d’un dispositiu microelectrònic en l’àmbit biomèdic, des de la concepció de la idea inicial fins a la implementació final, mostrant alguns exemples. Amb aquesta finalitat es planteja una programació gradual de l’assignatura pel que fa als coneixements.
— Iniciar-se en els coneixements bàsics necessaris sobre la tecnologia CMOS.
— Conèixer els fonaments del disseny microelectrònic analògic, primordialment, i certs apunts al disseny mixt. A partir d’aquests fonaments, es combina l’electrònica amb la seva integració amb elements d’interès en l’àmbit. Des de la visió dels biosensors per a diferents aplicacions: per exemple, tractant una introducció als biosensors i la seva aplicació en l’àmbit dels Point-of-Care, els conceptes dels dispositius on-body i implantables, i sensors d’imatge.
— Presentar una introducció a les problemàtiques sobre la biocompatibilitat. Cal tenir present la dimensió de l’assignatura, que pretén donar una visió introductòria en aquests temes. A partir d’un projecte a desenvolupar durant el curs, com a fil conductor, s’aniran avançant en els fonaments de l’assignatura, per després entrar a la part més especialitzada.

 

Referits a habilitats, destreses

— Capacitar per treballar de manera autònoma i en equip, cercar informació específica, fer primers dissenys electrònics, etc. Cal organitzar-se bé la feina fora de l’aula, quant a preparació i lectura de materials (capítols de llibres programats, articles, etc.); s’ha de portar al dia la programació de tasques, etc.

 

 

Blocs temàtics

 

1. Introducció. Què són els bioxips?

*  Què són els bioxips? Tipologies. Necessitats. Àmbits i aplicacions. Introducció als POC (Point-of-care); exemples discrets/integrats. Conceptes dels Body Sensor Networks. Wearables. Implantables. Altres exemples

2. Tecnologia

*  1.1. Introducció al procés CMOS i als transistors MOSFET / CMOS process and MOSFET Transistors
1.2. Model elèctric. Regions de treball. Petit senyal / Electric model. Operating regions. DC and AC analysis

1.3. Introducció al disseny i a la fabricació de circuits integrats (IC) / Introduction to ASICs technologies

3. Introducció al disseny de circuits electrònics analògics CMOS / CMOS Analog Circuits

*  2.1. Etapes CMOS bàsiques / Basic CMOS modules
2.2. Amplificadors CMOS bàsics, single-ended i diferencials / Basic Amplifiers

2.3. Filtres/Filters

2.4. Comparadors/Comparators

2.5 Conceptes relacionats amb l’Energy Harvesting i el Power-management.

4. Digitalització de senyals analògics i tractament de soroll / Fonamentals in Mixed-Signals Design

*  4.1. Soroll/Noise
4.2. Introducció als ADC  / Introduction to ADCs

5. Sensors. Transversal durant el curs

6. Exemples realitzacions. Tema transversal

*  Realitzacions de plataformes POC

Exemple d’implantables

Altres exemples. Àmbit BioXIOPS

7. Projecte transversal durant el curs

 

 

Metodologia i activitats formatives

 

Les classes són teòriques i pràctiques. És important la part de treball autònom i estar al dia. 

Caràcter presencial.

Preferentment la docència en anglès.

Les activitats estan fixades per les programacions de lectures dels materials preparats (transparències, articles, capítols de llibres, etc.), abans i després de les sessions, resolució de qüestionaris a les classes, treballs en grup programats, realització de problemes, etc.

El mateix projecte es planteja dins d’un entorn de simulació «conegut» per part dels estudiants, del tipus SPICE.

 

 

Avaluació acreditativa dels aprenentatges

 

L’assignatura té una forta càrrega de treball fora de l’aula, de manera que es planteja una avaluació continuada a partir de:

— les tasques assignades de lectures, resums, i treball participatiu a l’aula (30 - 40 %)
— el projecte que cal presentar durant el curs (40 %)
— final de síntesi - examen: 10 al 20 %

Les activitats les fixen les programacions de lectures, abans de les sessions, dels materials preparats (transparències, articles, etc.), la resolució de qüestionaris a les classes, treballs en grup programats, etc. El mateix projecte es planteja dins d’un entorn de simulació «conegut» per part dels estudiants, del tipus SPICE.

 

Avaluació única

En cas que se segueixi aquesta via, s’ha de presentar de forma obligatòria el treball del projecte de l’assignatura, així com les tasques que determini el professor. La nota s’obté de la prova de síntesi final (60 %) i el projecte (40 %).

 

 

Fonts d'informació bàsica

Consulteu la disponibilitat a CERCABIB

Llibre

A CMOS Self-Powered Front-End Architecture for Subcutaneous Event-Detector Devices: Three-Electrodes Amperometric Biosensor Approach.

J. Colomer-Farrarons and P. Miribel-Català

Publication Date: February 25, 2011 | ISBN-10: 9400706855 | ISBN-13: 978-9400706859 | Edition: 2011

  Enllaç

Llibres fonaments disseny / Design books

CMOS Circuit Design, Layout, and Simulation, 3rd Edition (IEEE Press Series on Microelectronic Systems)

R. Jacob Baker.

Publication Date: September 7, 2010 | ISBN-10: 0470881321 | ISBN-13: 978-0470881323 | Edition: 3

  Enllaç

Llibres fonaments disseny / Design books

Fundamentals of Microelectronics

B. Razavi.

Publication Date: January 28, 2008 | ISBN-10: 0471478466 | ISBN-13: 978-0471478461 | Edition: 1

  Enllaç

Llibre de fonaments / Fonamentals

Microelectronic Circuits (The Oxford Series in Electrical and Computer Engineering)

Sedra/Smith

Publisher: Oxford University Press, USA; 6 edition (December 15, 2009)

Language: English| ISBN-10: 0195323033 | ISBN-13: 978-0195323030

  Enllaç

Capítol

Farem referència a diferents materials disponibles en format OPENSOURCE (INTECH).

Alguns exemples:

http://www.intechopen.com/books/semiconductor-technologies/semiconductor-processes-and-devices-modelling

http://www.intechopen.com/books/state-of-the-art-in-biosensors-general-aspects/review-on-the-design-art-of-biosensors

http://www.intechopen.com/books/state-of-the-art-in-biosensors-general-aspects/bioelectronics-for-amperometric-biosensors

 

 

Article

Farem diferents referències a material disponible via l’IEEE que pot ser visualitzat des d’ordinadors amb IP de la UB.

http://ieeexplore.ieee.org/Xplore/home.jsp

Text electrònic

Hi haurà transparències pròpies per a l’assignatura, disponibles via el Campus Virtual.

 

 

ADAPTACIÓ DEL PLA DOCENT A LA MODALITAT DE DOCÈNCIA EN LÍNIA, DAVANT LA CRISI DE LA COVID-19, DURANT EL CURS 2019-2020

 

Metodologia docent i activitats formtives:

S’han orientat les sessions a les classes via online gràcies a la plataforma Skype empresarial UB. L’eina ha funcionat perfectament i no ha calgut ja cercar altres opcions dins propi CV (Campus Virtual)  o externes. L’assignatura ja té materials de suport en forma de power-points, i materials associats per a les activitats ja programades a nivell d’exercicis de simulació i projecte. S’ha fet sessió extra de tutoria on-line. Hi ha realimentació entre els dubtes que tenen i el professor. S’han generat i es generen materials de problemes resolts com a suport.

Sobre l’avaluació:

L’assignatura no s’ha vist afectada per aquesta vía, bàsicament via continuada. Ja té associades tasques per a l’avaluació continua: lectures programades, activitats de simulació de circuits, generació d’informes, etc, així com el propi projecte de l’assignatura.

Els % de pes dels elements d’avaluació, segons PD, de l’assignatura, s’han modificat lleugerament:

Activitats un 40%, Projecte 45% i examen 15%.

Respecte la prova de síntesi:

L’assignatura ja té programat un examen de sintesi que és tipus open-book i/o amb els apunts de la mateixa assignatura. Per tant el plantejament és fer un examen via el CV, pregunta oberta, a on han de penjar un document pdf del problema fet, per a corregir, i com evidència. La idea és que cada estudiant tingui un problema diferent. A mode "nou", podria demanar intervenció vía skype-UB per a prova oral, de curta durada, simplement tipus entrevista i confirmació de coneixements, amb pes dins de la prova de sintesi, com una pregunta més.

Si algú demana revisió, es demanarà que notifiquin pel campus, i es programarà sessió via Skype_UB(online) per al particular.

A nivell de re-avaluació, si fos el cas, es manté tot el ja programat, i fora també examen via CV, en cas no pugui ser presencial.

 

Avaluació única:

En principi no s’ha modificat res. Tots van per la via d’avaluació continuada, fent les activitats durant el curs que portem, etc.