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Projetos de Sistemas Embutidos Diógenes C. da Silva Jr. DEE/UFMG

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Apresentação em tema: "Projetos de Sistemas Embutidos Diógenes C. da Silva Jr. DEE/UFMG"— Transcrição da apresentação:

1 Projetos de Sistemas Embutidos Diógenes C. da Silva Jr. DEE/UFMG

2 2 Sistemas Embutidos Sumário –Sistemas Embutidos –Processadores –Projeto de SE –Aplicações –Conclusão

3 3 Sistemas Embutidos Sistemas de computação disseminada, pervasiva –Hoje –20 a 30 processadores diariamente –Cartão SmartClub –Cartão de crédito –Telefone celular (DSP + μControlador) –Caixa automático de banco –Microondas, VCR, TV Cabo, TV, lavadora de roupa –PC: teclado, modem, LAN, mouse, placa gráfica –Carro: centralina e alarme –2010 –350 processadores diariamente

4 4 Sistemas Embutidos Sistemas de computação que realizam uma única função ou um pequeno número de funções, e utiliza interfaces bem definidas. Sistema Embutido Hardware Software Variáveis de entrada Variáveis de saída

5 5 Sistemas Embutidos HW: microprocessador e periféricos em um único chip. SW: linguagens de alto nível e sistemas de desenvolvimento. Tempo de resposta: –Tempo real: TR Hard ou TR Soft Interconexão. Confiabilidade. Mercado

6 6 Sistemas Embutidos Um Sistema Embutido é um sistema de computação baseado em microcontroladores, dirigido por SW, confiável, resposta em tempo real, autônomo, interconectado, operando com diversas variáveis físicas e em ambientes diversos, vendido em um mercado competitivo.

7 7 Processadores Microprocessadores LSI –Intel 4004, Novembro/ KHz 2300 transistores 10 microns 4 bits

8 8 Processadores - evolução Lei de Moore –A densidade de transistores dobra a cada dezoito meses. –Circuitos lógicos –Memórias quadruplicam a cada quatro anos.

9 9 Evolução da Tecnologia Si Processo 0,35 0,25 0,18 0,13 Custo de Fabricação (USD Bi) 1,5 a 2,02,0 a 3,03,0 a 4,0> 4,0 Ciclo de Projeto (meses) Complexidade Si (portas) K1-2 M4-6 M10-25 M Aplicações Celulares, PDA, DVD Set-top boxes, PDA sem fio Portáteis, Internet Computação ubíqua

10 10 Pentium IV Janeiro/2002 1,4 a 2,0 GHz 42 Mi transistores 0,18 microns ou 180 nm 32 bits Estado da Arte

11 11 Microcontroladores Motorola –8 bits

12 12 Microcontroladores Motorola Nitron –8 bits –Baixo consumo –Conversores A/D –Porta paralela –Temporizador –PWM –Watchdog –Flash –8 ou 16 pinos

13 13 Microcontroladores TI MSP 430 Baixíssimo consumo 0,1µA RAM retention 0.8µA real-time clock mode 250µA / MIPS active Família extensa RISC 16 bits

14 14 Projeto de SE HW –Simplificado –Família de microcontroladores –Poucos periféricos não padronizados SW –Específico para cada aplicação –Linguagens de alto nível –Sistemas de desenvolvimento Emuladores Simuladores

15 15 Integração HW/SW HW CPU Memória Interfaces Analógicas E/S Serial e Paralela –RS232, I2C, LCD, motores, óptica. SW Assembly e Linguagens de alto nível Tempo real e Sistemas Operacionais

16 16 Aplicações Sistemas –Embarcados Motor, freios, janelas, air-bags, faroletes, alarme –Interconexão Internet, WEB –Vestíveis –Biomédicos –Automação Industrial

17 17 SE Embarcados

18 18 SE Embarcado - protocolos Protocolos

19 19 Interconexão a Internet Motivação –Teclado e display –Monitoração através de protocolos proprietários Painéis virtuais usando LabView (Natl. Instruments) –Conexão a WEB Agentes proxy Conexão direta a internet usando protocolos padrão Uso de browsers como interface gráfica

20 20 Interconexão a Internet Protocolo padrão (OSI ITU-T) Pilha TCP/IP

21 21 Interconexão a Internet SE + Internet internet aware Interface para S.E. Accesso a Interface Internet Servidor de Console SNMPTELN ET HTTP Servidor WEB UDP Controle de Accesso Accesso Local Agente SNMP TCP IP Sistema Operacional TCP/IP Stack M I B Agente de Gerência ICM P AR P S.E. Gerenciado

22 22 Exemplo (AVR) Xnode –Servidor http –E/S serial e paralela –Automação industrial

23 23 Computadores Vestíveis Computador que se pode vestir Interage continuamente com o usuário –Sensores como interface com o ambiente Integrado ao espaço pessoal –leve Sempre operacional e disponível –Baixo consumo proativo

24 24 Computadores Vestíveis CMU VUMan

25 25 Sistemas Vestíveis Móveis Sistema embutido Sistema vestível –ECG, Oximetria Sistema móvel –Conexão via rede

26 26 Conclusões SE é uma ferramenta poderosa e flexível para o controle de processos e sistemas. Envolve aspectos diversos de engenharia: –HW, SW e Comunicação de dados. Tecnologia dinâmica

27 27 Novidades

28 28 Referências Texas Instruments –http://www.ti.com/http://www.ti.com/ Motorola –http://www.freescale.com/mcuhttp://www.freescale.com/mcu Sistemas Embutidos –http://www.embedded.comhttp://www.embedded.com Embedded Technology Ring –http://s.webring.com/hub?ring=embedded&id=1&hubhttp://s.webring.com/hub?ring=embedded&id=1&hub


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