AULA INAUGURAL DISCIPLINA DE SISTEMAS EMBARCADOS EL68E PROF. DOUGLAS RENAUX UTFPR

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1 AULA INAUGURAL DISCIPLINA DE SISTEMAS EMBARCADOS EL68E PROF. DOUGLAS RENAUX UTFPR

2 O QUE SÃO SISTEMAS EMBARCADOS? Sistemas Computacionais Embarcados Sistema computacional: processador / memória / periféricos Fazem parte de um outro sistema: eletrodoméstico/veículo/uso pessoal/eqto telecom/eqto medico/eqto agrícola/ Tem funcionalidade / uso específico alteração do software ocorre raramente Atendem a diversas restrições: custo / tamanho / robustez / consumo / portabilidade / condições ambientais /

3 autoria: Prof. Douglas Renaux

4 EXEMPLOS vídeo automóvel automobile Texas.mp4 vídeo Hannover Hanover.mp4 vídeo eqto médico medical.mp4

5 PONTOS DE INFLEXÃO - EVOLUÇÃO

6 EVOLUÇÃO DA INTERNET

7 VIDEO SOBRE IOT vídeo IoT AdayIoT.mp4

8 HUE

9 Smartphone Wifi Hue Bridge Zig Bee Lâmpada

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11 IFTTT IF THIS THAN THAT Um mecanismo de conexão entre Apps e Fontes de Informação (Canais) Trigger: condições que disparam regras Ações: determinadas pelas regras que foram ativadas Se meu time marcar um gol então pisque as luzes da casa com azul. ESPN IFTTT Hue

12 Em 2014 comprou a TRW e passou a ter 150K funcionários no mundo

13 COMO O CURSO SERÁ DESENVOLVIDO Que tipo de aluno você é? Como ser aprovado? Atitudes Pré-requisitos

14 AUTODIDATA

15 APRENDIZADO COM INSTRUTOR

16 DESINTERESSADO

17 CONSIDERAÇÕES Carga horária semanal em sala: 4h (2T + 2P) Carga horária semanal fora de sala: 4h (2T + 2P), pode variar de aluno para aluno Dedicação fora de sala é necessária desde a primeira semana do semestre Estudar antes da aula seguinte o assunto dado na aula anterior Chegar no laboratório com a experiência preparada (leitura de manuais, planejamento da solução, código escrito e sem erros de compilação) Todo semestre alguns alunos pedem tempo adicional em laboratório. Há uma correlação de 100% entre os alunos que pedem mais tempo e os alunos que não se prepararam adequadamente para os experimentos ao longo do semestre

18 CONSIDERAÇÕES Atitudes Incentivadas Sugestões e orientações de uma equipe de laboratório a outra para ajudar a resolver problemas Comparação de soluções quanto à desempenho, complexidade, organização da solução,... Atitudes Ilegais ver regulamento: REGULAMENTO DISCIPLINAR DO CORPO DISCENTE DO CEFET-PR passar resultados de laboratórios, APS,... apresentar como seu trabalhos (ou partes de trabalhos) elaborados por outros passar informação e/ou respostas antes/durante/depois da prova copiar/fotografar/gravar... provas, se o professor quiser divulgar o conteúdo de uma prova, deste semestre ou de anteriores ele o fará via site, acessível a todos. reprovação sumária + aplicação do regulamento.

19 APLICAÇÕES INTERESSANTES DOS CONHECIMENTOS ADQUIRIDOS EM EL68E Raspberry Pi

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21 BEAGLE BOARD

22 BEAGLE BONE BLACK capes Sitara AM335X 1 GHz Cortex A8 VFPv3 NEON 256K cache L2 GPU PowerVR SGX MB DDR3 USB (host e client) microhdmi 2 GB Flash cartão microsd Eth 10/100 UART, SPI, I2C, ADC, CAN 2W

23 LANÇAMENTO ARM Supercharges MCU Market with High Performance Cortex-M7 Processor 24 September 2014 ARM Cortex -M7 processor brings high performance and efficient digital signal processing to enable devices featuring superior embedded intelligence across the industrial, infrastructure and domestic sectors.cambridge, UK, Sept. 24, ARM has unveiled a new 32-bit Cortex-M processor that delivers double the compute and digital signal processing (DSP) capability of today's most powerful ARM-based MCUs. The ARM Cortex-M7 is targeted at high-end embedded applications used in next generation vehicles, connected devices, and smart homes and factories. Early licensees of the Cortex-M7 processor include Atmel, Freescale and ST Microelectronics.

24 INFORMAÇÕES Plano de Aula Sistema de avaliação Participação em aula Disponibilidade de kits Considerações no site: Dedicação a disciplina Chamada

25 INFORMAÇÕES Críticas mais comuns: Kit só está disponível na sala de aula Almoxarifado, horário de monitoria, uso adequado do tempo em sala Kit é muito caro Ninguém precisa comprar o kit que usamos no lab. Se você realmente quiser um kit em casa existem opções relativamente baratas como o 1768 Poucos exercícios, muitos exercícios, exercícios mais simples do que pedido em prova O lab é o melhor exercício para se preparar para a prova. Não pegue carona com seu colega de equipe. Muita matéria para 2h+2h Esteja presente na sala; estude as 2h+2h adicionais por semana desde a primeira semana do semestre, venha para o lab preparado. Precisa estudar um manual específico Periféricos de cada Cortex de fabricantes diferentes são distintos Escolhe-se um para usar no lab. Usa-se o manual daquele que foi escolhido: LPC1343

26 BIBLIOGRAFIA Notas de aula disponíveis no site Livro texto sobre ARM, disponível em pdf em vários sites, inclusive: de.pdf Livro sobre UML diagramas de estado e diagrama de classes/objetos

27 DISCIPLINA EL68E - SISTEMAS EMBARCADOS Aulas de Laboratório Disciplina com elevada carga prática (50%) Elevado nível de relacionamento entre aulas práticas e teóricas: teoria dá embasamento para as atividades práticas; atividades práticas reforçam o aprendizado pela experimentação e pela atitude ativa dos alunos assuntos vistos em laboratório são cobrados nas provas teóricas e assuntos teóricos são cobrados na avaliação prática Para um bom aproveitamento das aulas práticas é necessário: estar em dia com o estudo do material visto nas aulas teóricas preparar adequadamente ANTES de cada aula de laboratório, i.e. estude antes de cada lab

28 KITS Novos: em uso desde 2012 Requerem cuidado para que não se danifiquem Cada equipe usa sempre o mesmo KIT ao longo do semestre. Cuidem bem dele! Não temos kits sobressalentes e o procedimento de compra adicional é caro e muito moroso, certamente não chegariam para este semestre

29 ARMAZENAMENTO DOS KITS Só a última equipe do dia guarda o kit na caixa, neste semester será a S12 Fotos da sequencia de armazenamento:

30 ARMAZENAMENTO (1)

31 ARMAZENAMENTO (2)

32 ARMAZENAMENTO (3)

33 ARMAZENAMENTO (4)

34 ARMAZENAMENTO (5)

35 ARMAZENAMENTO (6)

36 CONEXÃO - ALIMENTAÇÃO Cabo preto no conector mini-usb ao lado do bloco verde Há um conversor USB serial na placa base. Identifica-se para o PC como uma COM virtual (FTDI) Instale o driver FTDI caso necessário

37 CONEXÃO JTAG CODE RED Cabo prateado na placa filhote (placa microprocessada) Todos os jumpers da placa microprocessada devem estar inseridos

38 CONEXÃO JTAG IAR Cabo prateado na placa JLINK light (placa vermelha embaixo da placa filhote) Todos os jumpers da placa microprocessada devem estar retirados

39 OUTRA OPÇÃO DE JLINK há versões a venda por cerca de U$ 20.00

40 OUTRA OPÇÃO DE KIT LAND TIGER LPC 1768 a venda por cerca de U$ (ver dx.com) display gráfico colorido QVGA processador LPC 1768 tem mais periféricos que o LPC 1343 uma opção interessante como plataforma para desenvolvimento de TCC

41 Familiarização com kit e ambiente de desenvolvimento (1 hora) Leia a Descrição das experiências de Laboratório na parte referente ao Lab0 Objetivo: colocar em funcionamento o projeto oled_periph do workspace Base_13xx Configuração da compilação Ferramentas de depuração

42 REVISÃO DE ALGUNS PRÉ-REQUISITOS I/O mapeado em memória acesso aos periféricos a partir da linguagem C interrupção (conceitos, diagrama em blocos, aninhamento, ISR) memória (code, data, stack, heap)

43 REGIÕES DE MEMÓRIA Flash CODE (.text) (.rodata) RAM HEAP STACK DATA (.data) (.bss) CPU Registradores Características de cada região Critérios usados pelo compilador para alocação Nomes diferentes em cada compilador IAR usa as seguintes seções:.intvec.text.rodata.data.bss CSTACK HEAP Arquivo de configuração do linker

44 EXERCÍCIO PRÉ-REQUISITOS (C E ALOCAÇÃO DE MEMÓRIA) char str1[] = Curso Embarcados\n ; char str2[30] = Curso Embarcados\n ; char * str3; char str4[20]; const char * str5; char * const str6; const char * const str7; int i; i = sizeof(str1); i = sizeof(str2); i = sizeof(str3); i = sizeof(str4); str3 = str1; str5 = str4; str6 = str4; str7 = str4; *str5 = a ; str4 = str2; Qual a diferença entre declaração e definição de variável? Considerando o slide anterior, quais áreas de memória são alocadas em consequencia destas declarações e definições? Quais linhas devem ser corrigidas para que o programa compile sem erros? Porque? Qual a diferença entre definir um ponteiro e definir um vetor? (str3 x str4) Como fazer um ponteiro apontar para um endereço específico de memória? Variáveis globais Função main

45 PROCESSO DE COMPILAÇÃO/LIGAÇÃO c_startup.s ASM c_startup.o r.out Configuração Ligador main.c Compilador main.o r.map Configuração Configuração (arquivo.icf)

46 PROCESSO DE INICIALIZAÇÃO DE UM SISTEMA EMBARCADO (CASO IAR) Boot Cortex-M iar_program_start Consequência do RESET (HW) inicializa o SP e PC Endereço inicial de execução (ver c_startup.s) iar_data_init3 Faz inicialização das seções.data e.bss _main Função main do programa em C