EA075 - INTRODUÇÃO AO PROJETO DE SISTEMAS EMBARCADOS

Obrigatória

 

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Período de Oferecimento da Disciplina, segundo a convenção:
1 - Primeiro Período Letivo
2 - Segundo Período Letivo
5 - Ambos os Semestres Letivos.
6 - A Critério da Unidade
Horas-aula Semanais de Teoria Horas-aula Semanais de Prática Horas-aula Semanais de Laboratório Horas-aula Semanais Horas-aula Semanais em Sala Crédito da Disciplina, Relativo a um período letivo de quinze semanas

 

Pré Requisitos EA869/ MC404
 

        

Ementa

Introdução, Interligação entre módulos, Ligação com o barramento interno, Memória, Organização de Memória, Microprocessadores, Co-processadores e controladores, Entrada/Saída. Periféricos. Objetivo: Apresentar os conceitos básicos relativos aos componentes de um sistema de computadores, com ênfase em projetos de módulos de microcomputadores.

 

Ementa Detalhada

EMENTA DETALHADA 1. INTRODUÇÃO 1.1. Sistemas Embutidos ou Embarcados: conceitos básicos. 1.2. Métricas de projeto. 1.3. Tecnologias utilizadas no projeto de sistemas: classificação de processadores, circuitos integrados e ferramentas de projeto. 1.4. Duração do projeto: a janela de mercado e o desafio de produtividade (ferramentas de projeto x capacidade de integração). 2. PROCESSADORES DEDICADOS: Componentes de Hardware do Sistema 2.1. Revisão: técnicas de projeto de circuitos combinacionais e exemplos de componentes. 2.2. Revisão: técnicas de projeto de circuitos seqüênciais e exemplos de componentes. 2.3. Projeto de processadores dedicados. Técnicas de transferência entre registradores para projeto de processadores: conversão de um algoritmo (programa) para uma FSMD (Finite State Machine with Datapath) formada por controlador e datapath, técnicas para otimização: otimização do algoritmo, otimização da FSMD, otimização da datapath, otimização do controlador (especificado por uma FSM – Finite State Machine). 3. PROCESSADORES GENÉRICOS: Componentes e Software de Sistema 3.1. Conceitos básicos: arquitetura, organização da pipeline de intruções, processadores superescalares e VLIW (Vey Large Instruction Word), e interface de programação. 3.2. Exemplo: desenvolvimento de programas na linguagem assembly para o processador ARM7. 3.3. Ambiente de desenvolvimento: fluxo de projeto, ferramentas de desenvolvimento, diferenças em relação ao projeto de software para sistemas de maior porte. 3.4. Processadores específicos: microcontroladores, processadores, processadores de sinais digitais (DSP) e outros. 3.5. Critérios e testes (“benchmarks”) disponíveis para escolha de processadores para sistemas embutidos. 4. PERIFÉRICOS 4.1. Temporizadores, contadores, temporizadores “watchdog”, relógios de tempo real, receptores/transmissores seriais assíncronos (UARTs), moduladores de pulso (PWMs), controladores de motores DC, controladores de monitores LCD, controladores de teclado, controladores de motores de passo e conversores entre sinais analógicos e digitais. 5. MEMÓRIA 5.1. Conceitos básicos: diagramas de tempo. 5.2. Vários tipos de memórias: OTP, ROM, EPROM, EEPROM, Flash, SRAM, DRAM, PSRAM, NVRAM. 5.3. Memórias DRAM especiais: FPM DRAM, EDO RAM. 5.4. Memórias DRAM síncronas: SDRAM e ESDRAM. 5.5. Rambus DRAM. 5.6. Composição de módulos de memória. 5.7. Hierarquia de memória. Localidade especial e temporal. 6. INTERFACE: Comunicação entre Processadores, Periféricos e Módulos de Memória 6.1. Protocolos de Comunicação: conceitos básicos. 6.2. Exemplo: Barramento ISA. 6.3. Endereçamento: 6.3.1. Endereços de I/O (input/output). Mapeamento no espaço de endereços de memória (I/O mapeado em memória). Mapeamento no espaço de endereços de I/O (I/O mapeado em I/O). 6.3.2. Decodificação: parcial, completa e por blocos. Importância de uma implementação eficiente. 6.4. Varredura (pooling) x interrupção. 6.5. Acesso direto à memória (DMA). 6.6. Arbitragem: processadores e periféricos. 6.7. Sistemas com múltiplos barramentos. 6.8. Comunicação usando protocolos paralelos, seriais e sem fio. 6.9. Exemplos de protocolos paralelos: barramento PCI, barramento ARM. 6.10. Exemplos de protocolos seriais: I2C, CAN, Fire Wire, USB. 6.11. Exemplos de protolocos sem fio: IrDA, Bluetooth, IEEE 802.11. 7. EXEMPLO: Projeto de uma Câmera Digital 7.1. Funções básicas de uma câmera digital simples. 7.2. Especificação funcional do projeto. 7.3. Especificação dos requisitos não-funcionais do projeto. 7.4. Detalhamento da especificação funcional. 7.5. Projeto e avaliação de várias implementaçõe até conseguir satisfazer todos os requisitos de projeto.

 

Bibliografia

F. VAHID, Givargis, T. “Embedded System Design: A Unified Hardware/Software Introduction” John Wiley & Sons, Inc., 2002. A. CLEMENTS, “Microprocessor Systems Design” Thonson-Engineering, 3rd edition, 1997.

   
Professor(es) Responsáve(l/is) pela Atualização 29/03/2012