Embedded and Ubiquous Systems

You are here

Credits
6
Types
Compulsory
Requirements
This subject has not requirements

Department
ESAII
Mail
manel.frigola [at]upc.edu
An embedded system is a system designed specifically for controlling purposes, fulfilling requirements of cost, size, consumption, validations and other features that make it suitable to be immersed in a required environment .

The objective of this course is to show what an embedded system is, specifying the functional requirements of an embedded system and how to evaluate it. The subject will give an introduction to design and develop systems, applications and services in embedded systems and ubiquitous. The aims is to provide enough elements of judgement to select the most appropriate hardware and software platforms that meet the specified requirements.

Teachers

Person in charge

  • Manel Frigola Bourlon ( )

Weekly hours

Theory
2
Problems
0
Laboratory
2
Guided learning
0.32
Autonomous learning
7.1

Competences

Technical Competences of each Specialization

Especifics

  • CTE1 - Capability to model, design, define the architecture, implement, manage, operate, administrate and maintain applications, networks, systems, services and computer contents.
  • CTE8 - Capability to design and develop systems, applications and services in embedded and ubiquitous systems .

Generic Technical Competences

Generic

  • CG1 - Capability to plan, calculate and design products, processes and facilities in all areas of Computer Science.
  • CG2 - Capacity for management of products and installations of computer systems, complying with current legislation and ensuring the quality of service.
  • CG6 - Capacity for general management, technical management and research projects management, development and innovation in companies and technology centers in the area of Computer Science.
  • CG7 - Capacity for implementation, direction and management of computer manufacturing processes, with guarantee of safety for people and assets, the final quality of the products and their homologation.
  • CG8 - Capability to apply the acquired knowledge and to solve problems in new or unfamiliar environments inside broad and multidisciplinary contexts, being able to integrate this knowledge.

Transversal Competences

Sustainability and social compromise

  • CTR2 - Capability to know and understand the complexity of the typical economic and social phenomena of the welfare society. Capacity for being able to analyze and assess the social and environmental impact.

Appropiate attitude towards work

  • CTR5 - Capability to be motivated by professional achievement and to face new challenges, to have a broad vision of the possibilities of a career in the field of informatics engineering. Capability to be motivated by quality and continuous improvement, and to act strictly on professional development. Capability to adapt to technological or organizational changes. Capacity for working in absence of information and/or with time and/or resources constraints.

Basic

  • CB6 - Ability to apply the acquired knowledge and capacity for solving problems in new or unknown environments within broader (or multidisciplinary) contexts related to their area of study.

Objectives

  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,

Contents

  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.

Activities

Desenvolupament del tema 1 de l'assignatura

Theory
3
Problems
0
Laboratory
2
Guided learning
0
Autonomous learning
3
Objectives: 1
Contents:

Desenvolupament del tema 2 de l'assignatura

Theory
3
Problems
0
Laboratory
6
Guided learning
0
Autonomous learning
6
Objectives: 1
Contents:

Desenvolupament del tema 3 de l'assignatura

Theory
4
Problems
0
Laboratory
6
Guided learning
0
Autonomous learning
6
Objectives: 1
Contents:

Desenvolupament del tema 4 de l'assignatura

Theory
3
Problems
0
Laboratory
6
Guided learning
0
Autonomous learning
6
Objectives: 1
Contents:

Desenvolupament del tema 5 de l'assignatura

Theory
3
Problems
0
Laboratory
5
Guided learning
0
Autonomous learning
6
Objectives: 1
Contents:

Desenvolupament del tema 6 de l'assignatura

Theory
3
Problems
0
Laboratory
0
Guided learning
0
Autonomous learning
6
Objectives: 1
Contents:

Proposta Treball Dirigit (P1)

Theory
0
Problems
0
Laboratory
0
Guided learning
0.3
Autonomous learning
6

Pre-projecte Treball Dirigit (P2)

Theory
0
Problems
0
Laboratory
0
Guided learning
1.7
Autonomous learning
9

Defensa Projecte Treball Dirigit (P3)

Theory
0
Problems
0
Laboratory
0
Guided learning
2
Autonomous learning
10.7

Teaching methodology

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

Evaluation methodology

Durante el curso se realizará un mínimo de 3 pruebas de teoría y problemas, evaluables, correspondientes a diferentes partes del curso. Se realizarán de forma individual. Se obtendrá una nota de teoría (NT) a partir de la media ponderada de las evaluaciones.

* Sólo excepcionalmente se hará un examen final de donde se obtendrá la nota NT. El estudiante que desee ser evaluado mediante un examen final, deberá solicitar por escrito al coordinador de la asignatura antes de la primera prueba evaluatoria.

* La nota de laboratorio NL se obtiene a partir de la media de las evaluaciones individuales de las prácticas. Se realizarán unas 5/6 prácticas evaluables durante el curso. Los alumnos repetidores que tengan las prácticas aprobadas, pueden convalidar las prácticas con NL = 5.

* A lo largo del desarrollo de la asignatura, los alumnos deberán presentar una propuesta de trabajo, un pre-proyecto y un diseño de un sistema empotrado a elección de los componentes del grupo. Este diseño será defendido por el grupo en un acto abierto a toda la clase. La nota de estos tres actos será NPF.

* La nota final (NF) de la asignatura se obtiene de la nota de teoría NT, la de laboratorio NL y la nota de la presentación final NPF.

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

* Es condición necesaria para superar la asignatura realizar y presentar en la forma y plazo previsto las prácticas de laboratorio.

Bibliografy

Basic:

Previous capacities

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.