66.48 Seminario de Electrónica29-04 Curso de Posgrado

Sistemas Embebidos

Información generalHorario y aulas

Martes y jueves de 19 a 22 hsAula 237 y laboratorios (L3 y de la EGRIET en el 3er piso)

PrerrequisitosPara estudiantes de grado: 20 materias aprobadas

• Incluyendo Labo de MicrosExperiencia con microcontroladores

• Ej., de 8 bits en AssemblySaber programar en C

Docentes y colaboradoresAlejandro Celery • Lucas Chiesa • Juan Manuel CruzJoaquín De Andrés • Andrés Djordjalian • Sebastián GarcíaPablo Gómez • Jorge Graña • Alan Kharsansky

CoordinaciónDr. Ing. Ariel Lutenberg

¿Qué es un sistema embebido?Son equipos electrónicos que:

Incluyen un procesamiento de datos• Pero, a diferencia de una PC, están diseñados para satisfacer una

función específicaForman parte de un sistema mayor

• Ej., auto, instrumento de medición, máquina expendedora, cámara de fotos, línea de producción, etc.

– Frecuentemente estos contienen partes electromecánicas, circuitos analógicos, de potencia, etc.

• O sea que están contenidos (o embebidos) en ese sistema

Su “cerebro” es típicamente un microcontroladorPero también puede serlo un DSP, un microprocesador, un ASIC o una FPGA

La calidad de un diseño puede depender de diversos parámetros

Ej., costo, velocidad, consumo, confiabilidad, tamaño

TemarioTecnologías y arquitecturasProgramación de microcontroladores en CModeladoElementos de Ing. del SoftwareSistemas operativos de tiempo real (RTOS)Temas complementarios

Interfaces (USB, I2C, CAN, ZigBee, etc.)Diseño de circuitos impresosConversores A/D y D/A

Plataforma que usamosMicrocontroladores de 32 bits

ARM Cortex-M3 (placas LPCXpresso, de NXP)

LPCXpresso Base Board

LPC1768 LPCXpresso Board

LPC1343 LPCXpresso Board

LPCXpresso Base BoardCommon features • Socket for LPCXpresso and mbed module

• 50 pin expansion dual row pin list connector• 50 pin expansion dual row header connector• Battery powering (small coin battery)• USB interface

Digital IO • RGB-LED (can be PWM controlled)• 5-key joystick switch• 2 pushbuttons, one for activating bootloader• Rotary switch with quadrature encoding (timer capture)• Temperature sensor with PWM output (timer capture)

Analog IO • Trimming potentiometer input (analog input)• PWM to analog LP-filtering (PWM output and analog input)• Speaker output (PWM output)• Oscilloscope probe inout stage

Serial bus – SPI • Shift register driving 7-segment LED• SD/MMC memory card interface• Dataflash SPI-NOR flash

Serial bus - I2C • PCA9532 port expander connected to 16 LEDs• 8kbit E2PROM• MMA7455L accelerometer with I2C interface• Light sensor

Serial bus - I2C/SPI • SC16IS752 - I2C/SPI to 2xUART bridge; connected to RS232 full-modem interface• 96x64 pixel white OLED (alternative I2C/SPI interface)

Serial bus – UART • USB-to-serial bridge, with automatic ISP activation• RS422/485 interface• Interface socket for XBee RF-module

mbed support • CAN bus interface (can be simulated with LPCXpresso)• Ethernet RJ45 connector with integrated magnetic

LPC1768 Target BoardProcessor ARM Cortex-M3 core with speed up to 100 MHz

Flash 512 kB

RAM 64 kB

Ethernet interface 10/100 Ethernet MAC

USB interface USB 2.0 Host /Device /OTG

Serial interfaces 2xCAN, 4xUART, 3xI2C, 2xSSP, 1xI2S

Timers Four 32-bit counter/timersOne Watchdog timer

PWM/Motor controller

• PWM/timer block• Motor control PWM with support for three-phase motor control• Quadrature encoder interface

ADC/DAC • 12-bit ADC with input multiplexing among 8 pins• Single 10-bit DAC output

Other • Serial Wire Debug and Serial Wire Trace Port• Integrated PMU to minimize power consumption• Three reduced power modes: Sleep, Deep-sleep, and Deep power-down• Code Read Protection (CRP) with different security levels

Organización de cursoClases teóricas y clases prácticasExamenTrabajo final:

Pueden usar las placas de la materia (LPCXpresso)O pueden proponer otro hardware para su proyecto• En el Laboratorio de Sistemas Embebidos (LSE) tenemos algunas

que pueden servirlesEs en grupo de 2 o 3 personasEjemplos: o Holter cardíaco (ECG)

o Monitoreo remoto a través de la red GSM o Interfaz GPS/GPRS para localización vehicular o Control digital de un péndulo invertidoo Transmisión de voz a través de IP (VoIP)o Ecualizador adaptivo de audio

Requisitos para aprobar:Aprobar el examen y el trabajo final

Cronograma (preliminar)

Cronograma (preliminar, cont.)

ReferenciasBibliografía

Material en el sitio webFotocopias (autorizadas) del libro de Barry sobre RTOS

Sitio webhttp://laboratorios.fi.uba.ar/lse/curso_intensivo/

Lista de email (grupo Google)http://groups.google.com/group/seminario-embebidos

Otra plataforma con la que contamos

BeagleBoardARM Cortex-A8 (32 bits de gama alta) + DSP TMS320C64x+

¿Por qué usamos (principalmente)ARM?

El 95% de los equipos electrónicos portátilescontienen procesadores diseñados por ARM

Están en teléfonos celulares, reproductores de MP3, cámaras de fotos, etc.

El 25% de todos los productos electrónicos que se producen a nivel mundial llevan procesadores diseñados por ARM

Incluyendo equipos industriales y médicos, electrónica del automóvil, routers, etc.

Se han vendido más de quince mil millones de chipsdiseñados total o parcialmente por ARM

Que están en el iPod, el iPhone, el iPad, los celulares Nokia, Samsung y Motorola, las calculadoras HP 49 y HP 50, el GameBoy, los Nintendo, el BlackBerry, etc.

ResumenHorario y aulas

Martes y jueves de 19 a 22 hsAula 237 y laboratorios (L3 y de la EGRIET en el 3er piso)

PrerrequisitosPara estudiantes de grado: 20 materias aprobadasExperiencia con microcontroladores y saber programar en C

Trabajo finalSobre LPCXpresso u otra plataforma, en grupos de 2 o 3 personas

Requisitos para aprobarAprobar un examen y el trabajo final

BibliografíaMaterial en el sitio webFotocopias (autorizadas) del libro de Barry sobre RTOS

Sitio webhttp://laboratorios.fi.uba.ar/lse/curso_intensivo/

Lista de email (grupo Google)http://groups.google.com/group/seminario-embebidos ¡Anotarse!