Carrera de Especialización en Sistemas Embebidos

Carrera de Especialización en

Sistemas Embebidos

Dr. Ariel Lutenberg,

Director de la Carrera, Facultad de Ingeniería,

Facultad de Ingeniería - UBA

• La FI-UBA está en el rango 51-100 del

2012 QS World University Rankings of Electrical Eng.:

- Igual que Penn State University (USA),

University of California (Davis, USA), Duke (USA),

UNAM (México), USP (Brasil), Campinas (Brasil), etc.

• FI-UBA es pública y tiene:

- 11 carreras de grado,

- 22 especializaciones,

- 16 maestrías

¿Qué son los sistemas embebidos?

Los Sistemas Embebidos

Equipos electrónicos que procesan datos y están

diseñados para una función específica:

• Usan microcontroladores, DSPs o FPGAs.

• Optimizados para mejorar tamaño, costo,

Los sistemas embebidos

“simples” se basan en

microcontroladores,

que incluyen:

- procesador,

Los Sistemas Embebidos

- procesador,

- memoria,

- interfaces,

- conversores,

- timers,

- etc.

Los micros son cada vez más potentes…

pero hay que saber elegir “adecuadamente”:

- Analizar las diferentes opciones

y hacer un balance entre:

→

precio

Los Sistemas Embebidos

→

precio

→

prestaciones

→

disponibilidad

→

soporte

A veces es bueno contar con capacidad de

procesamiento suficiente como para poder:

- Usar lenguajes de programación de alto nivel.

- Usar sistemas operativos.

Los Sistemas Embebidos

Hardware

Lenguaje de máquina

Lenguaje Assembly

Lenguaje de

alto nivel

(C, C++, Java)

A veces existen restricciones temporales:

- En algunos sistemas el timing es crítico!!!

Los Sistemas Embebidos

El diseño de sistemas embebidos implica trabajar

simultáneamente en hardware y software:

+

Los Sistemas Embebidos

Breve historia:

1er Cuatrimestre 2010 (febrero-julio):

- 5 personas elaboramos un curso de grado de SE (G). 2do Cuatrimestre 2010 (agosto-diciembre, 16 semanas):

Especialización en SE (ESE)

- Introducción a los sistemas embebidos (96h) (G)

Febrero 2011:

- Curso de doctorado en UTN-FRBA (120h) (PG) 1er Cuatrimestre 2011 (marzo-junio, 16 semanas):

Breve historia:

2do Cuatrimestre 2011 (agosto-diciembre, 16 semanas):

- Introducción a los sistemas embebidos (96h) (G + PG)

- Introducción a las FPGA (24h) (PG)

- Introducción a DSP embebido (24h) (PG)

Especialización en SE (ESE)

- Introducción a DSP embebido (24h) (PG)

- Introducción a Linux embebido (24h) (PG) Agosto/octubre 2011:

- Curso intensivo en Itaipú, Paraguay (120h) (PG) Agosto/diciembre 2011:

Breve historia:

Comienzos de 2012: Solicitud de creación ESE al C.S. de la UBA - I. Inserción Institucional del Posgrado.

- II. Fundamentación del Posgrado.

Especialización en SE (ESE)

- III. Objetivos del Posgrado. - IV. Perfil del Egresado.

- V. Organización del Posgrado.

- VI. Personal Docente y No Docente. - VII. Estudiantes.

- VIII. Infraestructura y Equipamiento. - IX. Recursos.

Breve historia:

Febrero 2012:

- Curso de nivelación program. lenguaje C (24h) (PG) 1er cuatrimestre 2012 (marzo-junio, 16 semanas):

Especialización en SE (ESE)

- Introducción a los sistemas embebidos (96h) (G + PG)

- Introducción a las FPGA (24h) (PG)

- Introducción a los softcores (24h) (PG) - DSP para comunicaciones s/FPGA (24h) (PG) Abril/junio 2012:

Breve historia:

Julio de 2012: Resolución C.S. UBA 4916/12 aprobando la ESE.

Especialización en SE (ESE)

Planificación curricular:

Planificación curricular:

Planificación curricular:

Organización de cursos adoptada:

- Cursos de nivelación (24h): ● Febrero y julio,

● 2 clases por semana, 19-22hs - Cursos regulares (24/48h): ● 4 bimestres por año,

● 8 semanas por bimestre,

Especialización en SE (ESE)

● 8 semanas por bimestre,

● 1 ó 2 clases por semana, 19-22hs - Cursos intensivos (24h): ● Marzo y agosto,

● 3 días de clase corridos, 9-18hs

febrero marzo-mayo mayo-julio julio agosto-oct. oct-dic.

4 semanas 8 semanas 8 semanas 3 días

4 semanas 8 semanas 8 semanas 3 días

1er Bimestre 2do Bimestre 3er Bimestre 4to Bimestre

Cursos intensivos de marzo

Cursos intensivos de agosto

Breve historia:

Julio 2012 (4 semanas)

- Curso de nivelación program. lenguaje C (24h) (PG) Intensivo 13/14 agosto 2012

- Diseño de sistemas tolerantes a fallas (16h) (PG)

Especialización en SE (ESE)

- Diseño de sistemas tolerantes a fallas (16h) (PG)

- Intro. a redes inalámbricas de sensores (16h) (PG) 3er Bimestre 2012 (agosto-octubre, 8 semanas)

- Fundamentos de Sistemas Embebidos (48h) (PG)

- Linux embebido (24h) (PG)

- Microarquitecturas de procesadores (24h) (PG)

Nomenclatura: - Materias obligatorias - Materias electivas

Breve historia:

4to Bimestre 2012 (octubre-diciembre, 8 semanas) - Introducción a los RTOS (48h)

- Diseño para manufacturabilidad (24h)

Especialización en SE (ESE)

Febrero 2013 (4 semanas)

- Curso de nivelación program. lenguaje C (24h) Intensivo del 6/8 marzo 2013

- Seminario “Desarrollo de SE en Android” (24h)

Nota: A partir de agosto se dejaron de mezclar alumnos de grado (G) y posgrado (PG).

Asignaturas en 2013:

1er Bimestre 2013 (marzo-mayo, 8 semanas):

- Fundamentos de Sistemas Embebidos (48h, ma-vi 19-22h) - Introducción a las FPGA (24h, ju 19-22h)

- Protocolos de Comunicación en SE (24h, mi 19-22h)

Especialización en SE (ESE)

- Protocolos de Comunicación en SE (24h, mi 19-22h)

2do Bimestre 2013 (mayo-julio, 8 semanas): - DSP embebido (24h, lu 19-22h, $850)

- Seminario Control Digital en SE (24h, ma 19-22h, $850) - Seminario Tecn. Aplic. Espaciales (24h, mi 19-22h, $850) - Introducción a los softcores (24h, ju 19-22h, $850)

Asignaturas en 2013: (a confirmar)

Julio 2013 (4 semanas):

- Curso de nivelación program. lenguaje C (ma-ju 19-22h,$850) Intensivo de 10, 12 y 13 agosto 2013 (9-18hs):

Especialización en SE (ESE)

- Diseño de sistemas tolerantes a fallas (24h, $850) - Seminario “Desarrollo de SE en Android” (24h, $850) - Seminario “Control Digital en Quads” (24h, $850)

Asignaturas en 2013: (a confirmar)

3er Bimestre 2013 (agosto-octubre, 8 semanas):

- Diseño de circuitos integrados digitales (24h, lu 19-22h, $850)

- Arquitectura y programación de SE (48h, ma-ju 19-22h, $850) - Linux Embebido (24h, mi 19-22h, $850)

Especialización en SE (ESE)

- Linux Embebido (24h, mi 19-22h, $850)

- Diseño para manufacturabilidad (24h, vi 19-22h, $850) 4to Bimestre 2013 (octubre-diciembre, 8 semanas):

- Redes inalámbricas de sensores (24h, lu 19-22h, $850)

- Sistemas operativos de tiempo real (48h, ma-ju 19-22h, $850)

- Ingeniería de software en SE (24h, mi 19-22h, $850)

- Program. de sist. operativos I (24h, vi 19-22h, $850, FRBA)

Nota: A partir de aquí se usan los nombres oficiales de las asignaturas (ej. Arq. y Prog. de SE = Fundam. de SE).

Ejemplo de plan de carrera en 1 y ½ años:

- 1er bimestre 2013 (marzo-mayo) – 3 noches/semana:

- Arquitectura y programación de SE (48hs) - obligatoria (1/6) - Circuitos lógicos programables (24hs) - obligatoria (2/6) - 2do bimestre 2013 (mayo-julio) – 3 noches/semana:

Especialización en SE (ESE)

- 2do bimestre 2013 (mayo-julio) – 3 noches/semana:

- Procesad. digitales de señales en SE (24hs) - obligatoria (3/6)

- Introducción a softcores (24hs) - electiva (1/5)

- Seminario de nuevas tecnologías I (24hs) - electiva (2/5)

- Intensivo agosto (2013) – 3 días

Ejemplo de plan de carrera en 1 y ½ años:

- 3er Bimestre (agosto-octubre) – 3 noches/semana:

- Linux embebido (24hs) - obligatoria (4/6)

- Diseño para manufacturabilidad (24hs) - obligatoria (5/6)

- Diseño circuitos integrados digitales (24hs) - electiva (4/5)

Especialización en SE (ESE)

- 4to Bimestre (octubre-diciembre) – 3 noches/semana:

- Sistemas operativos de tiempo real (48hs) - obligatoria (6/6)

- Program. de sistemas operativos (I) (24hs) - electiva (5/5)

- 1er y 2do Bimestre 2014 (marzo-julio) – horario a coordinar:

Proyecto Final Integrador (PFI):

“…debe combinar conocimientos teóricos y prácticos, bajo la

dirección de un Tutor, docente de la Carrera.” (Res 4916/12)

Especialización en SE (ESE)

Hay dos posibles alternativas:

- Proyectos propuestos por los propios estudiantes

- Proyectos acordes a las áreas de interés del LSE

Áreas de interés del LSE-FIUBA:

- Control Digital:

●

Desarrollo de una biblioteca libRTCS

●

Aplicación a cuadricópteros

- Sistemas digitales:

●

Arquitecturas multicore

Especialización en SE (ESE)

- Sistemas digitales:

●

Arquitecturas multicore

●

Arquitecturas para comunicaciones

- Sistemas Espaciales:

●

Tolerancia a la radiación

●

Implementación del Standard ESA

- Redes inalámbricas sensores:

●

Algoritmos de sincronización

Ejemplos de proyectos de investigación en el LSE:

- Tesis de doctorado:

“Redes inalámbricas de sensores”

- Estudiante:

Ing. Pablo Briff

- Tema:

Se estudia la relación de

Especialización en SE (ESE)

- Tema:

Se estudia la relación de

compromiso entre la energía requerida para sincronizar una red y el error de sincronismo, un problema que

hasta el momento no está resuelto.

- Destacable:

Se encontraron límites fundamentales teóricos para canales inalámbricos en large-scale y

Ejemplos de proyectos de investigación en el LSE:

- Tesis de maestría:

“Implementación de algoritmos de sincronización en redes de sensores”

- Estudiante:

Ing. Mohammad Pakdaman

Especialización en SE (ESE)

- Tema:

Se implementan algoritmos de sincronización en redes inalámbricas de sensores a fin de evaluar la precisión en la estimación del clock en cada caso

.

- Destacable:

Para distintos algoritmos (TPSN, RBS, PBS, etc.) se estudia

la aplicación de los límites fundamentales desarrollados en la tesis doctoral de P. Briff

.

Ejemplos de proyectos de investigación en el LSE:

- Tesis de grado:

“Diseño, evaluación e implementación de un procesador multinúcleo”

- Estudiante:

Ing. Federico Zacchigna

Especialización en SE (ESE)

- Tema:

Se diseña un multinúcleo, basado en Plasma (MIPS), que es un procesador de código libre, utilizado en varios

proyectos de investigación del LSE.

- Destacable:

Permite instanciar un

número genérico de núcleos (dual, quad) Lo más relevante es la arquitectura de memoria y la comunicación entre núcleos.

Ejemplos de proyectos de investigación en el LSE:

- Tesis de grado:

“Diseño, implementación y validación de una biblioteca de algoritmos de control para sistemas embebidos”

- Estudiante:

Ing. Ezequiel Espósito

Especialización en SE (ESE)

- Tema:

Se presenta una biblioteca de control para Sistemas de Control de Tiempo Real (RTCS), que incluye algoritmos PID y DMC, y permite incorporar otros (LQR, LPV, etc.)

- Destacable:

No se encontró una

biblioteca de código con características similares a la implementada: la libRTCS es independiente del micro y el RTOS.

Ejemplos de proyectos de investigación en el LSE:

- Tesis de grado:

“Diseño e implementación de un control de orientación para un quadrotor”

- Estudiante:

Ing. Daniel Schermuk

Especialización en SE (ESE)

- Tema:

Se desarrolla y valida experimentalmente un control

para la orientación de un quadrotor.

- Destacable:

El trabajo abarca el modelado, las estrategias de control de trayectoria mínima y libre, y la síntesis de controladores PID y LQR.

Ejemplos de proyectos de investigación en el LSE:

- Tesis de grado:

“Diseño e implementación de un sistema embebido de control de actitud para aeronaves no tripuladas”

- Estudiante:

Sr. Alan Kharsansky

Especialización en SE (ESE)

- Tema:

Se realiza el desarrollo completo (hard y soft) de un

controlador para un quadrotor.

- Destacable:

La computadora de vuelo está basada en LPC1769 y con algoritmos PID, y controla en forma autónoma al quadrotor.

Ejemplos de proyectos de investigación en el LSE:

-

Haga click acá para ver vídeo de vuelo del cuadrotor

.

Especialización en SE (ESE)

Nota: Link de descarga:

Proceso de acreditación:

- Actualmente estamos en proceso de acreditación ante la CONEAU. - Esto implica presentar MUCHA

documentación sobre la ESE:

Presente y futuro

documentación sobre la ESE: 1) Normativas y Resoluciones

2) Fichas Técnicas de Asignaturas 3) Fichas Docentes

4) Fichas de Investigación 5) Fichas de Transferencia 6) Ficha de Carrera

Plantel docente y autoridades:

- Director de Carrera: Dr. Ing. Ariel Lutenberg (UBA/UTN-FRBA)

- Consejo Asesor Específico: Ing. Juan Manuel Cruz (FRBA/UBA) Esp. Alejandro Furfaro (FRBA/UBA) Dr. Fabian Vargas (PUCRS, Brasil)

Presente y futuro

Dr. Fabian Vargas (PUCRS, Brasil) - Plantel Docente Actual: 7 Doctores

1 Magisters 1 Especialistas 6 Ingenieros - Plantel Docente Futuro: 12 Doctores

6 Magister

5 Especialistas 3 Ingenieros

Articulación con otras Universidades:

- Estamos en conversación con varias Universidades para crear una red de ESE articuladas.

Presente y futuro

- Esto tendrá varias ventajas: ● Mayor oferta de electivas

● Mejor material de clases

● Movilidad docente y estudiantil

● Articulación en proyectos de I+D

Procedimiento de inscripción a la ESE de UBA:

- Los aspirantes deben presentar: ● Documento de Identidad

● Título de grado - Deben inscribirse mediante el sistema web Guaraní:

Presente y futuro

Procedimiento de inscripción a la ESE de UBA:

Procedimiento de inscripción a la ESE de UBA:

- El sistema Guaraní tiene varias funcionalidades útiles:

● Legajo único para cada aspirante

● Registro de asistencia

● Certificado de aceptación de alumno

Presente y futuro

● Certificado de aceptación de alumno

● Certificado de examen

● Certificado de alumno regular

● Certificado de materias y calificaciones

¿Preguntas?