El objetivo de esta asignatura es que el alumno comprenda cómo funcionan los sistemas empotrados basados en microprocesador y las herramientas de diseño HW y SW asociadas, así como las restricciones de los sistemas empotrados, que sea capaz de analizar errores de diseño HW (y SW) y diseñar optimizadamente el software de un sistema empotrado teniendo en cuenta las posibles restricciones de memoria, tiempo y energía impuestas por dominios de aplicación TIC o no TIC como los sistemas optoelectrónicos, los neurosensoriales, los portátiles o los móviles
El curso cuenta con unas clases teórico donde el alumno recibirá formación sobre análisis y diseño de sistemas y subsistemas empotrados basados en microprocesadores, y unas entregas prácticas evaluadas en equipo en las que aplicará los conocimientos teóricos adquiridos. Finalmente el alumno tendrá que realizar un examen final teórico/práctico.
Conocimiento de lo que es un sistema empotrado o un sistema ciber-físico, sus características y su proceso de diseño.
Conocimiento de arquitecturas de procesadores para sistemas empotrados, en particular del subsistema de entrada / salida, el de interrupciones y excepciones y el de gestión de memoria.
Capacidad para analizar los factores que incluyen en el consumo y el rendimiento de sistemas basados en microprocesador.
Capacidad para analizar sistemas basados en plataformas.
Conocimiento de los modelos de computación y las herramientas de desarrollo de software empotrado. Capacidad de diseño y análisis de programas, optimizando el tamaño, el consumo o el rendimiento. Capacidad para diseñar la validación y prueba de sistemas empotrados.
Conocimiento de sistemas concurrentes y de tiempo real y de sistemas operativos multi-tarea. Capacidad para diseñar la planificación de sistemas empotrados de tiempo real.
Conocimiento sobre modelos de computación, y sobre sistemas continuos, discretos e híbridos. Máquinas de estados. Modelos de computación concurrentes (SR, dataflow). Diseño (arquitectura, I/O, concurrencia, planificación). Arquitectura del sistema (HW y SW). Entrada / Salida. Multi-tarea y planificación.
Conocimiento sobre análisis empleando lógica temporal o análisis cuantitativo, sobre invariantes y lógica temporal y sobre verificación de propiedades formales. Capacidad de analizar el tiempo de ejecución.
Conocimiento de redes de sistemas empotrados, incluyendo los buses CAN y I2C y los sistemas MPSoCs.
Tema 1: Introducción a los sistemas empotrados
1.1 Definición y características de los sistemas empotrados. Sistemas ciber-físicos (CPS). Proceso de diseño de sistemas empotrados. Ejemplo de diseño
Tema 2: Microprocesador es y plataformas para sistemas empotrados
2.1 Arquitecturas de procesadores para sistemas empotrados. Entrada / Salida. Interrupciones y excepciones. Subsistema de memoria y gestión de memoria.
2.2 Consumo de sistemas basados en microprocesador. Rendimiento
2.3 Diseño basado en plataformas.
Tema 3: Programación de sistemas empotrados
3.1 Modelos de computación. Herramientas de desarrollo de software empotrado. Diseño y análisis de programas. Optimización de tamaño, de consumo y de rendimiento. Validación y prueba de sistemas empotrados.
3.2 Sistemas concurrentes y tiempo real. Sistemas operativos multi-tarea. Planificación de sistemas empotrados de tiempo real. Ejemplo de diseño.
Tema 4: Técnicas de diseño de sistemas
4.1 Modelado (modelos de computación). Sistemas contínuos, discretos e híbridos. Máquinas de estados. Modelos de computación concurrentes (SR, dataflow). Diseño (arquitectura, I/O, concurrencia, planificación). Arquitectura del sistema (HW y SW). Entrada / Salida. Multitarea y planificación.
4.2 Análisis (lógica temporal, análisis cuantitativo). Invariantes y lógica temporal. Verificación de propiedades formales. Análisis del tiempo de ejecución.
Tema 5: Sistemas empotrados distribuidos
5.1 Redes de sistemas empotrados. Buses CAN, I2C. MPSoCs. Ejemplos.
Entrega de la práctica 1
Semana 9 del curso (20% peso en la calificación)
Entrega de la práctica 2
Semana 12 del curso (20% peso en la calificación)
Entrega de ejercicios
Semanas 1-15 del curso (20% peso en la calificación)
Examen final
Día examen oficial (40% peso en la calificación)
Los alumnos serán evaluados, por defecto, mediante evaluación continua. No obstante, los alumnos que lo deseen podrán ser evaluados mediante una única prueba final siempre y cuando así lo expresen mediante escrito formalizado en el registro de la ETSI Telecomunicación y dirigido al Director del Departamento de Ingeniería Electrónica no más tarde del 30 de marzo de 2014. La presentación de este escrito supondrá la renuncia automática a la evaluación continua.
CONVOCATORIA ORDINARIA: MODALIDAD EVALUACIÓN CONTINUA: La asignatura se aprobará cuando se obtenga una calificación mayor o igual a 5 puntos sobre un total de 10. Dicha calificación es la suma de las calificaciones correspondientes a las diferentes actividades de evaluación (2 entregas prácticas y ejercicios en clase y examen final teórico-práctico por escrito), de acuerdo con la siguiente fórmula: NOTAL FINAL= 0,4· entregas prácticas + 0,4·examen escrito + 0,2·ejercicios
CONVOCATORIA ORDINARIA: EVALUACIÓN MEDIANTE UNA ÚNICA PRUEBA FINAL: el 100% de la calificación de los alumnos que presenten el escrito arriba referido se otorgará en función de una única prueba final a celebrar en la convocatoria oficial.
CONVOCATORIA EXTRAORDINARIA: la evaluación de la asignatura en su convocatoria extraordinaria se realizará mediante una única prueba final a celebrar en la fecha que determine Jefatura de Estudios, con independencia de la opción elegida en la convocatoria ordinaria.
Enlaces:
[1] https://www.die.upm.es/content/jos%C3%A9-manuel-moya-fern%C3%A1ndez
[2] https://www.die.upm.es/content/juan-manuel-montero-mart%C3%ADnez
[3] https://www.die.upm.es/titulacion/grado-en-ingenier%C3%AD-de-tecnolog%C3%AD-y-servicios-de-telecomunicaci%C3%B3n-plan-2010
[4] http://proquest.safaribooksonline.com/book/electricalengineering/
[5] http://LeeSeshia.org
[6] https://www.die.upm.es/perfil/alvaro-araujo-pinto
