Sistemes Encastats i Ubicus

Esteu aquí

Crèdits
6
Tipus
Obligatòria
Requisits
Aquesta assignatura no té requisits, però té capacitats prèvies
Departament
ESAII
Mail
manel.frigola [at]upc.edu
Un sistema encastat és un sistema dissenyat específicament per a una aplicació de control determinada, complint uns requeriments de cost, mides, consums, prestacions i validacions que el fan apte per a ser immers dins d'un entorn requerit.

L'objectiu d'aquesta assignatura és la de mostrar què és un sistema encastat, cóm especificar els requisits funcionals d'un sistema encastat i cóm avaluar-lo. Es farà una introducció al disseny i desenvolupament de sistemes, aplicacions i serveis informàtics en sistemes encastats i ubics. Es pretén dotar de prou elements de judici per poder seleccionar les plataformes hardware i software més adequades que compleixin els requeriments especificats amb un cost ajustat.

Professors

Responsable

  • Manel Frigola Bourlon ( )

Hores setmanals

Teoria
2
Problemes
0
Laboratori
2
Aprenentatge dirigit
0.32
Aprenentatge autònom
7.1

Competències

Competències Tècniques de cada especialitat

Específiques

  • CTE1 - Capacitat per a modelar, dissenyar, definir l'arquitectura, implantar, gestionar, operar, administrar i mantenir aplicacions, xarxes, sistemes, serveis i continguts informàtics.
  • CTE8 - Capacitat de dissenyar i desenvolupar sistemes, aplicacions i serveis informàtics en sistemes encastats i ubics.

Competències Tècniques Generals

Genèriques

  • CG1 - Capacitat per a projectar, calcular, i dissenyar productes, processos i instal·lacions en tots els àmbits de l'Enginyeria Informàtica
  • CG2 - Capacitat per a la direcció d'obres i instal·lacions de sistemes informàtics, acomplint la normativa vigent i assegurant la qualitat del servei.
  • CG6 - Capacitat per a la direcció general, direcció tècnica i direcció de projectes de recerca, desenvolupament i innovació en empreses i centres tecnològics, en l'àmbit de l'Enginyeria en Informàtica.
  • CG7 - Capacitat per a la posada en marxa, direcció i gestió de processos de fabricació d'equips informàtics, amb garantia de la seguretat per a les persones i béns, la qualitat final dels productes i la seva homologació
  • CG8 - Capacitat per a l'aplicació dels coneixements adquirits i de resoldre problemes en entorns nous o poc coneguts dins de contexts més amplis i multidisciplinaris, essent capaços d'integrar aquests coneixements.

Competències Transversals

Sostenibilitat i compromís social

  • CTR2 - Conèixer i comprendre la complexitat dels fenòmens econòmics i socials típics de la societat del benestar. Ser capaç d'analitzar i valorar l'impacte social i mediambiental.

Actitud adequada davant el treball

  • CTR5 - Tenir motivació per a la realització professional i per a afrontar nous reptes, tenir una visió àmplia de les possibilitats de la carrera professional en l'àmbit de l'enginyeria en informàtica. Sentir-se motivat per la qualitat i la millora contínua, i actuar amb rigor en el desenvolupament professional. Capacitat d'adaptació als canvis organitzatius o tecnològics. Capacitat de treballar en situacions de carència d'informació i/o amb restriccions temporals i/o de recursos.

Bàsiques

  • CB6 - Que els estudiants sàpiguen aplicar els coneixements adquirits y la seva capacitat de resolució de problemes en entorns nous o poc coneguts dins de contexts més amplis (o multidisciplinaris) relacionats amb la seva àrea d'estudi.

Objectius

  1. L'objectiu d'aquesta assignatura és la de mostrar què és un sistema encastat, cóm especificar els requisits funcionals d'un sistema encastat i cóm avaluar-lo.

    Es pretén dotar de prou elements de judici per poder seleccionar les plataformes hardware i software més adequades que compleixin els requeriments especificats amb un cost ajustat.
    Related competences: CB6, CTR2, CTR5, CTE1, CTE8, CG1, CG2, CG6, CG7, CG8,

Continguts

  1. Introducció
    Que és un sistema encastat? Esquema general d'un sistema encastat i distribuït. Conceptes bàsics.

    Fiabilitat i Seguretat.

    Abast. Aplicacions.
  2. Plataformes hardware per a sistemes encastats
    Alternatives. Arquitectures, exemples d'aplicació.

    Busos i interfícies.

    Dispositius d'E/S. Sensors i actuadors.

    Instrumentació i adquisició de dades.
  3. Disseny i desenvolupament de sistemes encastats
    Requeriments funcionals d'un sistema.

    Disseny conscient de l'arquitectura.

    Co-disseny hardware-software.

    Eines d'emulació i desenvolupament.
  4. Sistemes operatius per sistemes encastats
    Requeriments: compacitat, eficiència i fiabilitat.

    Sistemes crítics. Hard i Soft Real-Time.

    Sistemes operatius en temps real.
  5. Sistemes ubics i mòbils
    Interconnexió de dispositius. Topologies.

    Xarxes per sistemes encastats.

    Intel·ligència ambiental (ambient intelligence).

    Exemples d'aplicació: automoció, domòtica, seguretat, robòtica, agricultura, ...
  6. Avaluació dels sistemes encastats
    Fiabilitat i tolerància a fallades.

    Seguretat: estàndards de seguretat (SIL).

    Eficiència.

Activitats

Activitat Acte avaluatiu


Desenvolupament del tema 1 de l'assignatura


Continguts:
Teoria
3h
Problemes
0h
Laboratori
2h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
3h

Desenvolupament del tema 2 de l'assignatura


Continguts:
Teoria
3h
Problemes
0h
Laboratori
6h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
6h

Desenvolupament del tema 3 de l'assignatura


Continguts:
Teoria
4h
Problemes
0h
Laboratori
6h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
6h

Desenvolupament del tema 4 de l'assignatura


Continguts:
Teoria
3h
Problemes
0h
Laboratori
6h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
6h

Desenvolupament del tema 5 de l'assignatura


Continguts:
Teoria
3h
Problemes
0h
Laboratori
5h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
6h

Desenvolupament del tema 6 de l'assignatura


Continguts:
Teoria
3h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
6h

Primer parcial


Setmana: 5
Tipus: examen de teoria
Teoria
2h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
10h

Tercer parcial


Setmana: 15
Tipus: examen de teoria
Teoria
2h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
10h

Segon parcial


Setmana: 10
Tipus: examen de teoria
Teoria
2h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0h
Aprenentatge autònom
10h

Proposta Treball Dirigit (P1)


Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
0.3h
Aprenentatge autònom
6h

Pre-projecte Treball Dirigit (P2)


Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
1.7h
Aprenentatge autònom
9h

Defensa Projecte Treball Dirigit (P3)


Teoria
0h
Problemes
0h
Laboratori
0h
Aprenentatge dirigit
2h
Aprenentatge autònom
10.7h

Metodologia docent

No es farà distinció entre classes de teoria i problemes, les classes teòriques es reforçaran amb exemples mostrant les possibles alternatives i solucions als problemes plantejats.
En els diferents temes es proposaran exercicis d'autoavaluació per a que l'estudiant pugui ser conscient del seu progrés, i pugui solicitar ajuda al professor en el cas de que detecti alguna carència.
Les sessions de pràctiques es realitzaran al laboratori docent del departament. És requistit ineludible haver realitzat un treball previ que serà especificat per cada una de les pràctiques

Mètode d'avaluació

Durant el curs es realitzarà un mínim de 3 proves de teoria i problemes, avaluables, corresponents a diferents parts del curs. Es realitzaran de forma individual. S'obtindrà una nota de teoria (NT) a partir de la mitjana ponderada de les avaluacions.

* Només excepcionalment es farà un examen final d'on s'obtindrà la nota NT. L'estudiant que desitgi ser avaluat mitjançant un examen final, ho haurà de sol·licitar per escrit al coordinador de l'assignatura abans de la primera prova avaluatoria.

* La nota de laboratori NL s'obté a partir de la mitjana de les avaluacions individuals de les pràctiques. Es realitzaran unes 5/6 pràctiques avaluables durant el curs. Els alumnes repetidors que tinguin les pràctiques aprovades, poden convalidar les pràctiques amb NL=5.

* Al llarg del desenvolupament de l'assignatura, els alumnes hauran de presentar una proposta de treball, un pre-projecte i un disseny d'un sistema encastat a elecció dels components del grup. Aquest disseny serà defensat pel grup en un acte obert a tota la classe. La nota d'aquest tres actes serà NPF.

* La nota final (NF) de l'assignatura s'obté de la nota de teoria NT, la de laboratori NL i la nota de la presentació final NPF.

NF = 0,4 NT + 0,4 NL + 0.2 NPF.

* És condició necessària per superar l'assignatura realitzar i presentar en la forma i termini previst les pràctiques de laboratori.

Bibliografia

Bàsica:

Capacitats prèvies

Coneixements bàsics de les inetrfícies d'un microcomputador.
Programació en llenguatge d'alt nivell (preferiblement C).
Programació en algun llenguatge ensamblador.
Coneixement del funcionament dels diferents components electrònics: R, L, C, diodes, transistors MOS.
Anàlisi de circuits electrònics en DC. Càlcul de tensions, corrents i consums.
Saber representar números en base binària i hexadecimal, i realitzar-ne operacions aritmètico-lògiques.
Conèixer el funcionament de les diferents portes lògiques i blocs combinacionals o sequencials.
Saber analitzar i sintetitzar circuits lògics.
Conèixer el funcionament i estructura del processador.
Conèixer l'arquitectura i funcionament d'un computador senzill.
Conèixer el funcionament i jerarquia de la memòria d'un computador.
Entendre correctament documentació escrita en anglès.