Sistemes Encastats i Ubicus

Crèdits
6
Tipus
Obligatòria
Requisits
Aquesta assignatura no té requisits , però té capacitats prèvies
Departament
ESAII
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.

Professorat

Responsable

Altres

Hores setmanals

Teoria
2
Problemes
0
Laboratori
2
Aprenentatge dirigit
0
Aprenentatge autònom
7.54

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.
      Competències relacionades: CB6, CTR2, CTR5, CTE1, CTE8, CG1, CG2, CG6, CG7, CG8,

    Continguts

    1. Introducció
      Definicions i conceptes bàsics sobre sistemes encastats.

      Conceptes de fiabilitat i seguretat: sistemes crítics.

      Aplicacions: sistemes de control, sistemes Real-Time.
    2. Plataformes hardware per a sistemes encastats
      Descripció de diverses alternatives de hardware. Arquitectures, exemples d'aplicació.

      Busos i interfícies de comunicació industrials.

      Dispositius d'E/S. Sensors i actuadors.

      Adquisició i tractament de dades.
    3. Disseny i desenvolupament de sistemes encastats
      Requeriments funcionals d'un sistema.

      Disseny de l'arquitectura del software segons el hardware.

      Metodologies i models de disseny i desenvolupament.

      Eines de suport al disseny i desenvolupament.
    4. Sistemes operatius per sistemes encastats
      Arquitectures de software.

      Sistemes operatius en temps real (RTOS) i gestió de recursos de hardware.

      Conceptes de multitasking: threads, mutex, cues de missatges, mecanismes sincronització, deadlocks, etc.

      Algoritmes de planificació de tasques (Scheduling)
    5. Sistemes ubics i mòbils
      Conceptes bàsics de sistemes ubics.

      Interconnexió de dispositius. Xarxes per sistemes encastats. Topologies. Accés al medi.

      Tecnologies i estàndards de comunicacions sense fils (wireless).

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

      Seguretat: estàndards de seguretat (SIL).

      Eficiència.

      Test.

    Activitats

    Activitat Acte avaluatiu


    Desenvolupament del tema 1 de l'assignatura


    Objectius: 1
    Continguts:
    Teoria
    3h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    3h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    4h

    Desenvolupament del tema 2 de l'assignatura


    Objectius: 1
    Continguts:
    Teoria
    7h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    7h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    10h

    Desenvolupament del tema 3 de l'assignatura


    Objectius: 1
    Continguts:
    Teoria
    4h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    2h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    6h

    Desenvolupament del tema 4 de l'assignatura


    Objectius: 1
    Continguts:
    Teoria
    5h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    5h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    8h

    Desenvolupament del tema 5 de l'assignatura


    Objectius: 1
    Continguts:
    Teoria
    5h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    5h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    8h

    Desenvolupament del tema 6 de l'assignatura


    Objectius: 1
    Continguts:
    Teoria
    2h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    6h

    Primer parcial


    Objectius: 1
    Setmana: 9 (Fora d'horari lectiu)
    Teoria
    0h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    0h

    Segon parcial



    Setmana: 18 (Fora d'horari lectiu)
    Teoria
    0h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    0h

    Proposta de Treball Dirigit (P1)



    Teoria
    0h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0.3h
    Aprenentatge autònom
    8h

    Desenvolupament del Treball Dirigit (P2)



    Teoria
    0h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    4h
    Aprenentatge dirigit
    1.7h
    Aprenentatge autònom
    12h

    Defensa del Treball Dirigit (P3)



    Teoria
    0h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    2h
    Aprenentatge autònom
    12h

    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 realitzaran 2 proves de teoria i problemes avaluables, corresponents a diferents parts del curs. Es faran 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 de la qual 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 avaluatòria.

    * La nota de laboratori NL s'obté a partir de la mitjana de les avaluacions individuals de les pràctiques. Es duran a terme 5 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

    Bàsic

    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.