Carrera de Especialización en Sistemas Embebidoslaboratorios.fi.uba.ar/lse/postgrado-sistemas-embebidos/Presentac...- Usar sistemas operativos. Los Sistemas Embebidos Hardware Lenguaje

Carrera de Especialización en Sistemas Embebidos

Dr. Ariel Lutenberg ,Director de la Carrera,Facultad de Ingeniería,Universidad de Buenos Aires, Argentina.

Facultad de Ingeniería - UBA• La FI-UBA está en el rango 51-100 del

2012 QS World University Rankings of Electrical Eng.:

- Igual que Penn State University (USA), University of California (Davis, USA), Duke (USA), UNAM (México), USP (Brasil), Campinas (Brasil), etc.

• FI-UBA es pública y tiene:- 11 carreras de grado, - 22 especializaciones,- 16 maestrías - 1 doctorado.

¿Qué son los sistemas embebidos?

Los Sistemas Embebidos

Equipos electrónicos que procesan datos y están diseñados para una función específica:

• Usan microcontroladores, DSPs o FPGAs.

• Optimizados para mejorar tamaño, costo, consumo, confiabilidad y desempeño.

Los sistemas embebidos“simples” se basan en microcontroladores, que incluyen:

- procesador,


- procesador, - memoria, - interfaces,- conversores,- timers,- etc.

Los micros son cada vez más potentes…pero hay que saber elegir “adecuadamente”:

- Analizar las diferentes opciones y hacer un balance entre: → precio


→ precio→ prestaciones→ disponibilidad→ soporte→ etc.

A veces es bueno contar con capacidad de procesamiento suficiente como para poder:

- Usar lenguajes de programación de alto nivel. - Usar sistemas operativos.


Hardware

Lenguaje de máquina

Lenguaje Assembly

Lenguaje de alto nivel

(C, C++, Java)

A veces existen restricciones temporales:

- En algunos sistemas el timing es crítico!!!


- En otros se aceptan demoras.

El diseño de sistemas embebidos implica trabajar simultáneamente en hardware y software :

+


+

Breve historia:

1er Cuatrimestre 2010 (febrero-julio):- 5 personas elaboramos un curso de grado de SE (G).

2do Cuatrimestre 2010 (agosto-diciembre, 16 semanas):

Especialización en SE (ESE)

- Introducción a los sistemas embebidos (96h) (G)

Febrero 2011:- Curso de doctorado en UTN-FRBA (120h) (PG)

1er Cuatrimestre 2011 (marzo-junio, 16 semanas):- Introducción a los sistemas embebidos (96h) (G + externos)

Breve historia:

2do Cuatrimestre 2011 (agosto-diciembre, 16 semanas):- Introducción a los sistemas embebidos (96h) (G + PG)- Introducción a las FPGA (24h) (PG) - Introducción a DSP embebido (24h) (PG)


- Introducción a DSP embebido (24h) (PG)- Introducción a Linux embebido (24h) (PG)

Agosto/octubre 2011:- Curso intensivo en Itaipú, Paraguay (120h) (PG)

Agosto/diciembre 2011:- Curso intensivo en INVAP, Bariloche (96h) (PG)

Breve historia:

Comienzos de 2012: Solicitud de creación ESE al C.S. de la UBA

- I. Inserción Institucional del Posgrado.- II. Fundamentación del Posgrado.


- III. Objetivos del Posgrado.- IV. Perfil del Egresado.- V. Organización del Posgrado.- VI. Personal Docente y No Docente.- VII. Estudiantes.- VIII. Infraestructura y Equipamiento.- IX. Recursos.- X. Mecanismos de Autoevaluación.

Breve historia:

Febrero 2012:- Curso de nivelación program. lenguaje C (24h) (PG)

1er cuatrimestre 2012 (marzo-junio, 16 semanas):


- Introducción a los sistemas embebidos (96h) (G + PG)- Introducción a las FPGA (24h) (PG)- Introducción a los softcores (24h) (PG)- DSP para comunicaciones s/FPGA (24h) (PG)

Abril/junio 2012:- Curso intensivo en CORADIR, San Luis (96h) (PG)

Breve historia:

Julio de 2012: Resolución C.S. UBA 4916/12 aprobando la ESE.


Planificación curricular:






Organización de cursos adoptada:

- Cursos de nivelación (24h): ● Febrero y julio, ● 2 clases por semana, 19-22hs

- Cursos regulares (24/48h): ● 4 bimestres por año,● 8 semanas por bimestre,


● 8 semanas por bimestre, ● 1 ó 2 clases por semana, 19-22hs

- Cursos intensivos (24h): ● Marzo y agosto,● 3 días de clase corridos, 9-18hs

febrero marzo-mayo mayo-julio julio agosto-oct. oct-dic.4 semanas 8 semanas 8 semanas

3 días

4 semanas 8 semanas 8 semanas

3 días

1er Bimestre 2do Bimestre 3er Bimestre 4to Bimestre

Cursos intensivosde marzo

Cursos intensivosde agosto

Nivel. Nivel.

Breve historia:

Julio 2012 (4 semanas)- Curso de nivelación program. lenguaje C (24h) (PG)

Intensivo 13/14 agosto 2012- Diseño de sistemas tolerantes a fallas (16h) (PG)


- Diseño de sistemas tolerantes a fallas (16h) (PG)- Intro. a redes inalámbricas de sensores (16h) (PG)

3er Bimestre 2012 (agosto-octubre, 8 semanas)- Fundamentos de Sistemas Embebidos (48h) (PG)- Linux embebido (24h) (PG)- Microarquitecturas de procesadores (24h) (PG)

Nomenclatura: - Materias obligatorias- Materias electivas- Cursos de nivelación

Breve historia:

4to Bimestre 2012 (octubre-diciembre, 8 semanas)- Introducción a los RTOS (48h)- Diseño para manufacturabilidad (24h)


Febrero 2013 (4 semanas)- Curso de nivelación program. lenguaje C (24h)

Intensivo del 6/8 marzo 2013- Seminario “Desarrollo de SE en Android” (24h)

Nota: A partir de agosto se dejaron de mezclar alumnos de grado (G) y posgrado (PG).

Asignaturas en 2013:

1er Bimestre 2013 (marzo-mayo, 8 semanas):- Fundamentos de Sistemas Embebidos (48h, ma-vi 19-22h) - Introducción a las FPGA (24h, ju 19-22h)- Protocolos de Comunicación en SE (24h, mi 19-22h)


- Protocolos de Comunicación en SE (24h, mi 19-22h)

2do Bimestre 2013 (mayo-julio, 8 semanas):- DSP embebido (24h, lu 19-22h, $850)- Seminario Control Digital en SE (24h, ma 19-22h, $850)- Seminario Tecn. Aplic. Espaciales (24h, mi 19-22h, $850)- Introducción a los softcores (24h, ju 19-22h, $850)- Progr. Sist. Paralelos y Multicore (24h, vi 19-22h, $850, FRBA)

Asignaturas en 2013: (a confirmar )

Julio 2013 (4 semanas):- Curso de nivelación program. lenguaje C (ma-ju 19-22h,$850)

Intensivo de 10, 12 y 13 agosto 2013 (9-18hs):


- Diseño de sistemas tolerantes a fallas (24h, $850)- Seminario “Desarrollo de SE en Android” (24h, $850) - Seminario “Control Digital en Quads” (24h, $850)

Asignaturas en 2013: (a confirmar )

3er Bimestre 2013 (agosto-octubre, 8 semanas):- Diseño de circuitos integrados digitales (24h, lu 19-22h, $850)- Arquitectura y programación de SE (48h, ma-ju 19-22h, $850)- Linux Embebido (24h, mi 19-22h, $850)


- Linux Embebido (24h, mi 19-22h, $850)- Diseño para manufacturabilidad (24h, vi 19-22h, $850)

4to Bimestre 2013 (octubre-diciembre, 8 semanas):- Redes inalámbricas de sensores (24h, lu 19-22h, $850)- Sistemas operativos de tiempo real (48h, ma-ju 19-22h, $850)- Ingeniería de software en SE (24h, mi 19-22h, $850)- Program. de sist. operativos I (24h, vi 19-22h, $850, FRBA)

Nota: A partir de aquí se usan los nombres oficiales de las asignaturas (ej. Arq. y Prog. de SE = Fundam. de SE).

Ejemplo de plan de carrera en 1 y ½ años:

- 1er bimestre 2013 (marzo-mayo) – 3 noches/semana: - Arquitectura y programación de SE (48hs) - obligatoria (1/6)- Circuitos lógicos programables (24hs) - obligatoria (2/6)

- 2do bimestre 2013 (mayo-julio) – 3 noches/semana:


- 2do bimestre 2013 (mayo-julio) – 3 noches/semana:- Procesad. digitales de señales en SE (24hs) - obligatoria (3/6)- Introducción a softcores (24hs) - electiva (1/5) - Seminario de nuevas tecnologías I (24hs) - electiva (2/5)

- Intensivo agosto (2013) – 3 días - Seminario de nuevas tecnologías I (24hs) - electiva (3/ 5)

Ejemplo de plan de carrera en 1 y ½ años:

- 3er Bimestre (agosto-octubre) – 3 noches/semana: - Linux embebido (24hs) - obligatoria (4/6)- Diseño para manufacturabilidad (24hs) - obligatoria (5/6)- Diseño circuitos integrados digitales (24hs) - electiva (4/5)


- 4to Bimestre (octubre-diciembre) – 3 noches/semana:- Sistemas operativos de tiempo real (48hs) - obligatoria (6/6)- Program. de sistemas operativos (I) (24hs) - electiva (5/5)

- 1er y 2do Bimestre 2014 (marzo-julio) – horario a coordinar:- Proyecto Final integrador (60hs) - requiere las 6 obligatorias

Proyecto Final Integrador (PFI):

“…debe combinar conocimientos teóricos y prácticos, bajo la dirección de un Tutor, docente de la Carrera.” (Res 4916/12)


Hay dos posibles alternativas:- Proyectos propuestos por los propios estudiantes- Proyectos acordes a las áreas de interés del LSE

Áreas de interés del LSE-FIUBA:

- Control Digital: ● Desarrollo de una biblioteca libRTCS● Aplicación a cuadricópteros

- Sistemas digitales: ● Arquitecturas multicore


- Sistemas digitales: ● Arquitecturas multicore● Arquitecturas para comunicaciones

- Sistemas Espaciales: ● Tolerancia a la radiación● Implementación del Standard ESA

- Redes inalámbricas sensores: ● Algoritmos de sincronización● Algoritmos de localización

Ejemplos de proyectos de investigación en el LSE:

- Tesis de doctorado: “Redes inalámbricas de sensores”

- Estudiante: Ing. Pablo Briff

- Tema: Se estudia la relación de


- Tema: Se estudia la relación de compromiso entre la energía requerida para sincronizar una red y el error de sincronismo, un problema que hasta el momento no está resuelto.

- Destacable: Se encontraron límites fundamentales teóricos para canales inalámbricos en large-scale y small-scale fading.


- Tesis de maestría: “Implementación de algoritmos de sincronización en redes de sensores”

- Estudiante: Ing. Mohammad Pakdaman


- Tema: Se implementan algoritmos de sincronización en redes inalámbricas de sensores a fin de evaluar la precisión en la estimación del clock en cada caso.

- Destacable: Para distintos algoritmos (TPSN, RBS, PBS, etc.) se estudia la aplicación de los límites fundamentales desarrollados en la tesis doctoral de P. Briff.


- Tesis de grado: “Diseño, evaluación e implementación de un procesador multinúcleo”

- Estudiante: Ing. Federico Zacchigna


- Tema: Se diseña un multinúcleo, basadoen Plasma (MIPS), que es un procesador de código libre, utilizado en varios proyectos de investigación del LSE.

- Destacable: Permite instanciar un número genérico de núcleos (dual, quad)Lo más relevante es la arquitectura de memoria y la comunicación entre núcleos.


- Tesis de grado: “Diseño, implementación y validación de una biblioteca de algoritmos de control para sistemas embebidos”

- Estudiante: Ing. Ezequiel Espósito


- Tema: Se presenta una biblioteca de control para Sistemas de Control de Tiempo Real (RTCS), que incluye algoritmos PID y DMC, y permite incorporar otros (LQR, LPV, etc.)

- Destacable: No se encontró una biblioteca de código con características similares a la implementada: la libRTCS es independiente del micro y el RTOS.


- Tesis de grado: “Diseño e implementación de un control de orientación para un quadrotor”

- Estudiante: Ing. Daniel Schermuk


- Tema: Se desarrolla y valida experimentalmente un control para la orientación de un quadrotor.

- Destacable: El trabajo abarca el modelado, las estrategias de control de trayectoria mínima y libre, y la síntesis de controladores PID y LQR.


- Tesis de grado: “Diseño e implementación de un sistema embebido de control de actitud para aeronaves no tripuladas”

- Estudiante: Sr. Alan Kharsansky


- Tema: Se realiza el desarrollo completo (hard y soft) de un controlador para un quadrotor.

- Destacable: La computadora de vuelo está basada en LPC1769 y con algoritmos PID, y controla en forma autónoma al quadrotor.


- Haga click acá para ver vídeo de vuelo del cuadrotor.


Nota: Link de descarga:

http://www.youtube.com/watch?v=0g7EVm_jZZo

Proceso de acreditación:

- Actualmente estamos en proceso de acreditación ante la CONEAU.

- Esto implica presentar MUCHA documentación sobre la ESE:

Presente y futuro

documentación sobre la ESE:1) Normativas y Resoluciones2) Fichas Técnicas de Asignaturas3) Fichas Docentes4) Fichas de Investigación5) Fichas de Transferencia6) Ficha de Carrera

- Esto nos obliga a ordenar nuestra ESE.

Plantel docente y autoridades:

- Director de Carrera: Dr. Ing. Ariel Lutenberg (UBA/UTN-FRBA)

- Consejo Asesor Específico: Ing. Juan Manuel Cruz (FRBA/UBA)Esp. Alejandro Furfaro (FRBA/UBA) Dr. Fabian Vargas (PUCRS, Brasil)

Presente y futuro

Dr. Fabian Vargas (PUCRS, Brasil)

- Plantel Docente Actual: 7 Doctores1 Magisters1 Especialistas6 Ingenieros

- Plantel Docente Futuro: 12 Doctores6 Magister5 Especialistas3 Ingenieros

Articulación con otras Universidades:

- Estamos en conversación con varias Universidades para crear una red de ESE articuladas.

Presente y futuro

- Esto tendrá varias ventajas: ●Mayor oferta de electivas●Mejor material de clases●Movilidad docente y estudiantil● Articulación en proyectos de I+D● Creación de una Maestría conjunta

Procedimiento de inscripción a la ESE de UBA:

- Los aspirantes deben presentar: ● Documento de Identidad● Título de grado

- Deben inscribirse mediante el sistema web Guaraní:

Presente y futuro

- Deben inscribirse mediante el sistema web Guaraní:


Presente y futuro


- El sistema Guaraní tiene varias funcionalidades útiles:

● Legajo único para cada aspirante● Registro de asistencia● Certificado de aceptación de alumno

Presente y futuro

● Certificado de aceptación de alumno● Certificado de examen● Certificado de alumno regular● Certificado de materias y calificaciones

- Los interesados deben escribir un correo a [email protected]

¿Preguntas?

http://laboratorios.fi.uba.ar/lse/

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