Sistema Embebidos: introducción II parte. Agustín J. González 1s06 Se ha tomado como base el material generado por Peter Marwedel de la Univ. Dortmund, Alemania y Jakob Engblom de

Ejemplos Algunos Sistemas Embebidos de la Vida Real

Vaso de cerveza Inteligente Procesador PIC 8-bit, 8-pin Sensor capacitivo sensor de nivel Bobina inductiva para activación y poder via RF CPU y bobina en la mesa. Reporta el nivel del fluido del vaso, alerta a la camarera cercanía a vacío. Transmisión de potencia y lectura sin contacto © Jakob Engblom

Vaso de cerveza inteligente Típica solución embebida Integra varias tecnologías: Transmisión de radio Tecnología de sensores Inductancia magnética para energía Uso de computador para calibración Imposible sin computador Carece de sentido sin electrónica © Jakob Engblom

“Podómetro” Trabajo obvio de computador: Cuenta pasos Lleva el tiempo “trotado” Promedios etc. Trabajo duro del computador: Identificar cuando un paso es realmente dado Sensor siente movimiento del dispositivo, no el movimiento del pie. © Jakob Engblom

“Ciclocomputador” y Correa Pectoral Trabajo obvio de computador: Rapidez Tiempo total, tiempo pedaleando, hora Rapidez, máxima, promedio Tasa de pedaleos Pulsaciones …. etc. Sensor: Switch magnético en rueda y pedal Conexión inalámbrica con cinturón al pecho Carlo de Gavardo cuánto lleva …..

Teléfonos móviles Multiprocesador 8-bit/32-bit para UI DSP para señales 32-bit en puerto IR 32-bit en Bluetooth MB de memoria Todos chips dedicados Consumo de potencia & batería depende del software © Jakob Engblom

Estación base celular Procesamiento de señal masivo Varias tareas de procesamiento por teléfono móvil conectado Basado en DSPs Estándar o específica 100s de procesadores © Jakob Engblom

Switch de telecomunicaciones Basado en rack Tarjetas de control Tarjetas de IO Tarjetas DSP... Conexiones ópticas & cobre Señales digitales & analógicas © Jakob Engblom

Máquina de soldar “Inteligente” La electrónica controla el voltaje y rapidez de alimentación del cable (soldadura) Se ajusta al operador kHz tasa de muestreo 1000s de decisiones/segundo Soldado perfecto aún para operadores “payasos” Producto fácil de usar, pero el computador no es obvio. “Desaparición de los computadores” © Jakob Engblom

Máquinas de Coser Interfaz Usuario Patrón de bordado Control Touch-screen ”Inteligente” Fija presión del pie dependiendo de la tarea Sube el pie cuando termina Nuevas funciones se agregan actualizando el software © Jakob Engblom

Maquinaria Forestal © Jakob Engblom

Maquinaria forestal Sistema de computadores en red Controla brazos y herramientas Graba los árboles procesados Importante para trabajo eficiente Procesadores Procesadores de 16-bit en red © Jakob Engblom

Panel del operador PC Embebido Despliegue gráfico Touch panel Joystick Botones Keyboard © Jakob Engblom

Parangón Chileno: Camiones LHD de 80 ton LHD en Teniente El sistema incluye: unidad de control móvil, equipo de comunicaciones móviles, sensores y Cámara de TV. Sala de equipos remota ubica una Unidad de Control que hace la interfaz entre los equipos de terreno y el Centro de Operación de Colón Alto. Comunicación con el Centro de Operación es una Red de Fibra Optica que en su tramo principal usa la red existente en Teniente 8. En el centro de Operación ubica los equipos de monitoreo y telecomando de los LHD's compuesto por Servidores de Control, Monitores de TV, Consolas de Operación, Impresoras y UPS. Proveedor: Sandvik Tamrock de Finlandia  Más aquí

Autos Múltiples redes Cuerpo, motor, telemática, media, seguridad Procesadores Múltiples Hasta 100 en red © Jakob Engblom

Autos Funciones por procesamiento embebido: ABS: Anti-lock braking systems ESP: Electronic stability control Airbags Cajas de cambio automáticas eficientes Prevención de robos con llaves “inteligentes” Sistemas de alerta de ángulo ciego... etc... © Jakob Engblom

Autos Gran diversidad de tipos de procesadores: 8-bit – cerradura de puertas, luces, etc. 16-bit – mayoría de las funciones 32-bit – control del motor, airbags Ubicación sigue la función Procesamiento donde la función está Sensores y actuadores están distribuidos en todo el auto © Jakob Engblom

Extremadamente Grandes Funciones que usan computadores: Radar Armas Control de daños Navegación Casi todo Computadores: Grandes Servidores 1000s de procesadores © Jakob Engblom

Parangón en Chile …. Linktronic Sisdef

Dentro de un PC Procesadores dedicados Grafica, sonido Procesadores de 32-bit IR, Bluetooth Red, WLAN Harddisk RAID controllers Procesadores de8-bit USB Keyboard, mouse © Jakob Engblom

Si queremos jugar Kit Lego mindstorms Controlador Estándar Procesador de 8-bit 64 kB de memoria Electrónica para interfaces a motores y sensores Buena manera de aprender sistemas embebidos © Jakob Engblom Ver material Depto.

Pre-requisitos par ES programming algorithms computer organization computer organization math education math education electrical networks & digital circuits electrical networks & digital circuits Primer curso sobre embedded systems lab control systems DSP machine vision real-time systems project group applications … Lego

Maya CS en Dortmund Programa de 4.5 años Semestre 1Computer organizationProgramming & semantics Math education 2Circuits & communicationOSAlgorithms 3HW labNetworksSW lab 4Databases… 5Embedded systems fundamentals Software engineering … 6Advanced topic in ES…… 7Project group…… 8…… 9Thesis

Estructura del texto

Texto sigue lineamientos de ARTIST “El desarrollo de ES no puede ignorar las características del HW base. Tiempo, uso de memoria, consumo, y fallas físicas son importantes." “Parece que las bases fundamentales son realmente difíciles de adquirir durante entrenamiento continuo si ellas no han sido aprendidas inicialmente, y debemos focalizarnos en ellas. "

Importancia Creciente de los sistemas embebidos (1) De acuerdo a pronósticos: Las ventas de teléfonos móviles superó los M unidades en Q2 2004, un 35% más que Q2 2003, de acuerdo a Gartner [ EL mercado mundial de reproductores flash irrumpe en 2003 con 12.5 M unidades en 2003 y se proyecta sobre 50 M unidades en 2008 [ Subscriptores a Global 3G crecería desde 45 M en 2004 a 85 M en 2005, de acuerdo a Wireless World Forum. [

Importancia Creciente de los sistemas embebidos (2) El número de líneas de banda ancha creció en casi 55% llegando a sobre 123 M en 12 meses hasta Junio [ Usuarios de DVR (digital video recorders) - 5% de hogares – crecerá en 41% en 5 años [ Sector automotriz … asegura empleo de más de 4 M de personas en Europa. Juntos, como 8 M de trabajos dependen de las ganancias de la industria del transporte y sectores relacionados – 7 % del ingreso del European Union’s Gross National Product (GNP) [OMI bulletin]

Importancia Creciente de los sistemas embebidos (3).. Pero chips embebidos forman la columna vertebral del mundo impulsado por la electrónica … ellos son parte de casi todo que usa electricidad.. [Mary Ryan, EEDesign, 1995] 79% de todos los procesadores son usados en embedded systems Una vez leí: “Computers run the world …. we run the computers …” Ahora: “The ESs run the world … we run the ES”