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Ingeniería de Sistemas Electrónicos (ISEL)

Documento electrónico: 

  

El objetivo de esta asignatura es que el alumno comprenda cómo funcionan los sistemas empotrados basados en

microprocesador y las herramientas de diseño HW y SW asociadas, así como las restricciones de los sistemas empotrados, que

sea capaz de analizar errores de diseño HW y SW, y diseñar optimizadamente el software de un sistema empotrado teniendo en

cuenta las posibles restricciones de memoria, tiempo y energía impuestas por dominios de aplicación TIC o no TIC, como los

sistemas optoelectrónicos, los neurosensoriales, los portátiles o los móviles.

El curso cuenta con unas clases teóricas donde el alumno recibirá formación sobre análisis y diseño de sistemas y subsistemas

empotrados basados en microprocesadores, y unas entregas prácticas evaluadas en equipo en las que aplicarán los

conocimientos teóricos adquiridos. Finalmente, el alumno tendrá que realizar un examen final teórico/práctico.

 

Créditos Totales: 
6.0
Créditos Teóricos: 
4.5
Créditos Prácticos: 
1.5
Fechas de impartición: 
Segundo semestre
Tipo de asignatura: 
De especialidad
Página web de la asignatura: 
http://moodle.upm.es/titulaciones/oficiales/course/view.php?id=1031
Objetivos docentes: 

Objetivos docentes:

 

El objetivo principal de esta asignatura es que el alumno sea capaz de enfrentarse al diseño de un sistema empotrado (hardware y software), considerando las restricciones de recursos. Al acabar la asignatura el alumno debe ser capaz de analizar, diseñar, implementar, explotar y gestionar este tipo de sistemas.

 

Las competencias específicas de la asignatura son:

 

  • Entender el funcionamiento de sistemas empotrados basados en microcontrolador
  • Entender las limitaciones de los sistemas empotrados
  • Entender el funcionamiento de los sistemas de síntesis (HW y SW) de sistemas empotrados
  • Analizar errores de diseño en base a los defectos observados y el conocimiento de las herramientas de desarrollo.
  • Analizar propiedades básicas sobre el comportamiento de los sistemas empotrados
  • Optimizar el software de un sistema empotrado para restricciones de memoria, a nivel de aplicación, configurando las herramientas de desarrollo o seleccionando componentes.
  • Optimizar el software de un sistema empotrado para restricciones estrictas de tiempo, a nivel de aplicación, configurando las herramientas de desarrollo o seleccionando componentes.
  • Optimizar el software de un sistema empotrado para restricciones de consumo, a nivel de aplicación, configurando las herramientas de desarrollo o seleccionando componentes.
  • Optimizar el software de un sistema empotrado para restricciones de seguridad, a nivel de aplicación, configurando las herramientas de desarrollo o seleccionando componentes.
  • Conocer las tendencias actuales en verificación formal.

 

Programa: 

Programa:

Los contenidos que constituyen la asignatura son los siguientes:

Tema 1: Introducción

            1.1  Conceptos básicos

            1.2  Programación de Sistemas Empotrados

            1.3  Herramientas de desarrollo

            1.4  Microcontroladores. AVR

Tema 2: Programación de sistemas empotrados

            2.1  Relación con el resto de la asignatura

            2.2  Conceptos generales de desarrollo cruzado

            2.3  Compiladores

            2.4  Soporte en tiempo de ejecución

Tema 3: Herramientas de desarrollo 

3.1  Introducción

            3.2  Herramientas de desarrollo cruzado de GNU

            3.3  El compilador GCC, técnicas para evitar errores

            3.4  El enlazador de GNU y definición del mapa de memoria

            3.5  Depuración de sistemas empotrados. El depurador de GNU: GDB

            3.6  Técnicas avanzadas de depuración

Tema 4: Sistemas empotrados de tiempo real

            4.1  Introducción

            4.2  Planificación con ejecutivos cíclicos.

            4.3  Realización de sistemas con prioridades

            4.4  Otros métodos de planificación

Tema 5: Gestión eficiente de la memoria

            5.1  Compilación para memorias limitadas.

            5.2  Técnicas básicas de programación para el ahorro de memoria.

            5.3  Técnicas de gestión de memoria dinámica.

Tema 6: Diseño de Sistemas basados en Microcontrolador  6.1  Esquema general

            6.2  Arquitectura

            6.3  Procesadores

            6.4  Memoria

            6.5 Sistemas de entrada/salida

Tema 7: Microcontroladores para sistemas empotrados       7.1  Microchip PIC

            7.2  AVR

            7.3  MIPS

            7.4  ARM y comparación

Tema 8: Seguridad en Sistemas Empotrados

            8.1  Ataques lógicos. Buffer overflow y contramedidas

            8.2  Ataques de canal auxiliar

            8.3  Análisis de tiempos

            8.4  Análisis de consumo

            8.5  Ataques diferenciales

            8.6  Contramedidas a nivel lógico, arquitectural y algorítmico

Tema 9: Fiabilidad

            9.1  Modelos de computación y propiedades formales

            9.2  Requisitos de fiabilidad

            9.3  Técnicas de análisis

            9.4  Métodos formales

            9.5  Verificación formal con Model Checking

Tema 10: Aplicaciones y diseños

            10.1 Ejemplos de aplicaciones y diseños de sistemas empotrados

 

Evaluación: 

La asignatura se realizará en forma individual. La evaluación se realizará en base a:

  • Examen final teórico-práctico: 50% de la nota final
  • Ejercicios entregados a lo largo del curso: 15 % de la nota final
  • Participación en paneles y debates: 15 % de la nota final
  • Presentación sobre un aspecto concreto de la asignatura: 20% de la nota final
Profesorado
Más Información
Código de la asignatura: 
95000065
Número del curso al que pertenece dentro de la titulación: 
5
Conocimientos Previos: 

DCSE SEDG

Centro de impartición: 
ETSIT
Curso académico de impartición: 
2015-2016
Bibliografía: 

 


  • Artículos seleccionados en la web de la asignatura

  • Arquitectura de Computadores J.L.Hennesy-D.A.Patterson McGraw Hill (3ª Edición)

  • Designing Embedded Hardware J.Catsoulis O´Reilly

  • Programming Embedded Systems M.Barr O´Reilly

  • Real-time Systems and Programming Languages A.Burns-A.Wellings Addison Wesley

  • Real-time Concepts for Embedded Systems Q.Li-C.Yao CMP books

  • A embedded software primer D.E.Simon Addison-Wesley

 

Tribunal
Secretario: