Sistemas Embebidos I - LEIC

T - Teórica; TP - Teórico-prática; PL - Prática Laboratorial; S - Seminário; OT - Orientação Tutorial.

• Objetivos da aprendizagem

  Os estudantes que terminam com sucesso esta unidade curricular serão capazes de:

  (1) Desenhar estruturas de hardware baseadas em microcontroladores.

  (2) Desenvolver software de sistema de interface com o hardware.

  (3) Desenvolver software de aplicação para sistemas embebidos.

  (4) Depurar o hardware e o software realizado.

• Programa

  I. Arquitetura de processador.

  II. Dispositivos de memória : SRAM, SDRAM, FLASH, EEPROM.

  III. Interfaces externas de processador : interfaces paralelas, SPI, I2C.

  IV. Dispositivos controladores de comunicação : Série, CAN.

  V. Interação com dispositivos periféricos : pesquisa de estado, interrupção, DMA.

  VI. Produção de programas : ferramentas, formatos, métodos de teste.

  VII. Aplicação do modelo de máquina de estados na escrita de programas.

• Demonstração de coerência entre conteúdos programáticos e resultados da aprendizagem

  Quando iniciam esta UC, os alunos sabem programar em linguagem C, sabem eletrónica digital e conhecem o principio de funcionamento de um processador.

  O estudo de dispositivos e interfaces hardware (conteúdos I, II, III e IV) permite atingir o objetivo 1  conceber sistemas baseados em micro-controladores.

  O estudo das interfaces programáticas de dispositivos periféricos no que respeita à sinalização e à transferência de dados (ponto  V) permite atingir o objetivo 2.

  A estruturação do software de interação com dispositivos (ponto V) e o estudo do modelo de máquina de estados (ponto VII) permite atingir o objetivo 3.

  O domínio das ferramentas de desenvolvimento e da representação dos programas nas várias etapas da sua produção permitem atingir o objetivo 4.

• Metodologia de ensino e avaliação

  O ensino desta UC é composto por aulas teórico-práticas e por prática laboratorial.

  As aulas teórico-práticas ocupam cerca de 60% do tempo. Nestas aulas os alunos são incentivados a participar, quer respondendo a questões colocadas pelo docente, quer colocando questões ou dando contributos para a resoluções dos problemas propostos.

  Na parte prática são utilizados módulos eletrónicos que permitem a montagem de sistemas sobre breadboard.

  As atividades práticas são focadas no estudo de elementos isolados (periféricos, metodologias de programação, protocolos, subsistemas), exceto a última, que consiste na conceção de um sistema completo dado um problema concreto. Os objetivos 1, 2 e 3 são avaliados em teste escrito individual.  O objetivo 4 é avaliado durante as aulas práticas. Todos os objetivos são avaliados em discussão final, com base nos relatórios das atividades prática, com atribuição de nota individual.

• Demonstração de coerência entre metodologias de ensino e resultados de aprendizagem

  As aulas teórico-práticas são compostas pela exposição e discussão dos conceitos teóricos, seguidas da aplicação desses conceitos na resolução de problemas concretos.

  Um número significativo das soluções dos problemas resolvidos nas aulas teórico-práticas são concretizadas ou concretizáveis, sobre os dispositivos montados nos módulos eletrónicos utilizados em laboratório.

  As atividades práticas consistem na montagem dos módulos e na realização de programas experimentais, baseados em software realizado nas aulas teórico-práticas e em software concebido pelos alunos. A conceção das montagens e a elaboração dos respetivos programas, contribuem para os objetivos 1, 2 e 3.

  A realização experimental das montagens e depuração dos respetivos programas permitem atingir o objetivo 4.

• Bibliografia principal

  MarilynWolf, Computers as Components, Morgan Kauffman (2nd edition), 2012

  Michael Barr, Programming Embedded Systems: With C and GNU Development Tools, O´Reilly (2nd edition), 2006

  John Catsoulis, Designing Embedded Hardware , O´Reilly (2nd edition), 2005