Projetos de Sistemas Embutidos

Apresentação em tema: "Projetos de Sistemas Embutidos"— Transcrição da apresentação:

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

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

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

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 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 Processadores Microprocessadores LSI Intel 4004, Novembro/1971.
108 KHz 2300 transistores 10 microns 4 bits

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

9 Evolução da Tecnologia Si
1997 1998 1999 2002 Processo 0,35 0,25 0,18 0,13 Custo de Fabricação (USD Bi) 1,5 a 2,0 2,0 a 3,0 3,0 a 4,0 > 4,0 Ciclo de Projeto (meses) 18-20 12-10 10-8 8-6 Complexidade Si (portas) K 1-2 M 4-6 M 10-25 M Aplicações Celulares, PDA, DVD Set-top boxes, PDA sem fio Portáteis, Internet Computação ubíqua

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

11 Microcontroladores Motorola 8 bits

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

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

15 Integração HW/SW HW SW 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 Aplicações Sistemas Embarcados Interconexão Vestíveis Biomédicos
Motor, freios, janelas, air-bags, faroletes, alarme Interconexão Internet, WEB Vestíveis Biomédicos Automação Industrial

17 SE Embarcados

18 SE Embarcado - protocolos

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

21 Interconexão a Internet
Interface para S.E. Accesso a Interface Internet Servidor de Console SNMP TELNET HTTP Servidor WEB UDP Controle de Accesso Accesso Local Agente SNMP TCP IP Sistema Operacional TCP/IP Stack M I B Agente de Gerência ICMP ARP S.E. Gerenciado SE + Internet “internet aware”

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

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 Computadores Vestíveis
CMU VUMan

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

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 Novidades

28 Referências Texas Instruments Motorola Sistemas Embutidos
Motorola Sistemas Embutidos Embedded Technology Ring