Sistemas Empotrados y Ubicuos

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Créditos
6
Tipos
Obligatoria
Requisitos
Esta asignatura no tiene requisitos, pero tiene capacidades previas
Departamento
ESAII
Mail
manel.frigola [at]upc.edu
Un sistema empotrado es un sistema diseñado específicamente para una aplicación de control, cumpliendo unos requisitos de coste, tamaños, consumos, prestaciones y validaciones que lo hacen apto para ser inmerso dentro de un entorno requerido.

El objetivo de esta asignatura es la de mostrar que es un sistema embebido, cómo especificar los requisitos funcionales de un sistema empotrado y cómo evaluarlo. Se hará una introducción al diseño y desarrollo de sistemas, aplicaciones y servicios informáticos en sistemas empotrados y ubicuos. Se pretende dotar de suficientes elementos de juicio para poder seleccionar las plataformas hardware y software más adecuadas que cumplan los requerimientos especificados con un coste ajustado.

Profesores

Responsable

  • Daniel Garcia Solà ( )

Otros

  • Manel Frigola Bourlon ( )

Horas semanales

Teoría
2
Problemas
0
Laboratorio
2
Aprendizaje dirigido
0.32
Aprendizaje autónomo
7.1

Competencias

Competencias Técnicas de cada especialidad

Específicas

  • CTE1 - Capacidad para modelar, diseñar, definir la arquitectura, implantar, gestionar, operar, administrar y mantener aplicaciones, redes, sistemas, servicios y contenidos informáticos.
  • CTE8 - Capacidad de diseñar y desarrollar sistemas, aplicaciones y servicios informáticos en sistemas empotrados y ubicuos.

Competencias Técnicas Genéricas

Genéricas

  • CG1 - Capacidad para proyectar, calcular y diseñar productos, procesos e instalaciones en todos los ámbitos de la ingeniería informática.
  • CG2 - Capacidad para la dirección de obras e instalaciones de sistemas informáticos,cumpliendo la normativa vigente y asegurando la calidad del servicio.
  • CG6 - Capacidad para la dirección general, dirección técnica y dirección de proyectos de investigación, desarrollo e innovación, en empresas y centros tecnológicos, en el ámbito de la Ingeniería Informática.
  • CG7 - Capacidad para la puesta en marcha, dirección y gestión de procesos de fabricación de equipos informáticos, con garantía de la seguridad para las personas y bienes, la calidad final de los productos y su homologación.
  • CG8 - Capacidad para la aplicación de los conocimientos adquiridos y de resolver problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios y mulitidisciplinares, siendo capaces de integrar estos conocimientos.

Competencias Transversales

Sostenibilidad y compromiso social

  • CTR2 - Conocer y comprender la complejidad de los fenómenos económicos y sociales típicos de la sociedad del bienestar. Ser capaz de analizar y valorar el impacto social y medioambiental

Actitud frente al trabajo

  • CTR5 - Tener motivación para la realización profesional y para afrontar nuevos retos, así como una visión amplia de las posibilidades de la carrera profesional en el ámbito de la Ingeniería en Informática. Tener motivación por la calidad y la mejora continua, y actuar con rigor en el desarrollo profesional. Capacidad de adaptación a los cambios organizativos o tecnológicos. Capacidad de trabajar en situaciones de falta de información y/o con restricciones temporales y/o de recursos.

Básicas

  • CB6 - Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.

Objetivos

  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.
    Competencias relacionadas: CTE1, CTE8, CG1, CG2, CG6, CG7, CG8, CTR2, CTR5, CB6,

Contenidos

  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.

Actividades

Actividad Acto evaluativo


Desenvolupament del tema 1 de l'assignatura


Objetivos: 1
Contenidos:
Teoría
3h
Problemas
0h
Laboratorio
2h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
3h

Desenvolupament del tema 2 de l'assignatura


Objetivos: 1
Contenidos:
Teoría
3h
Problemas
0h
Laboratorio
6h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
6h

Desenvolupament del tema 3 de l'assignatura


Objetivos: 1
Contenidos:
Teoría
4h
Problemas
0h
Laboratorio
6h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
6h

Desenvolupament del tema 4 de l'assignatura


Objetivos: 1
Contenidos:
Teoría
3h
Problemas
0h
Laboratorio
6h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
6h

Desenvolupament del tema 5 de l'assignatura


Objetivos: 1
Contenidos:
Teoría
3h
Problemas
0h
Laboratorio
5h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
6h

Desenvolupament del tema 6 de l'assignatura


Objetivos: 1
Contenidos:
Teoría
3h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
6h

Primer parcial


Objetivos: 1
Semana: 5
Tipo: examen de teoría
Teoría
2h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
10h

Tercer parcial



Semana: 15
Tipo: examen de teoría
Teoría
2h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
10h

Segon parcial



Semana: 10
Tipo: examen de teoría
Teoría
2h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0h
Aprendizaje autónomo
10h

Proposta Treball Dirigit (P1)



Teoría
0h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
0.3h
Aprendizaje autónomo
6h

Pre-projecte Treball Dirigit (P2)



Teoría
0h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
1.7h
Aprendizaje autónomo
9h

Defensa Projecte Treball Dirigit (P3)



Teoría
0h
Problemas
0h
Laboratorio
0h
Aprendizaje dirigido
2h
Aprendizaje autónomo
10.7h

Metodología docente

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

Método de evaluación

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.

Bibliografía

Básica:

Capacidades previas

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.