Sistemas Embebidos en Argentina 1 Situacion Industria Academia UNNE UNCAUS UTN FRRE Cruz

Sistemas Embebidos en Argentina

Universidad Nacional del NordesteUniversidad Nacional del NordesteUniversidad Nacional del Chaco Austral

Universidad Tecnológica Nacional – FR Resistencia

Situación de la Industria y la Academia

Ing. Juan Manuel Cruz ([email protected])Ing. Juan Manuel Cruz ([email protected])

Gerente de Ingeniería de Cia. Hasar SAIC

Profesor Asociado Ordinario Técnicas Digitales II UTN-FRBA

Profesor Adjunto Interino Sistemas Embebidos FIUBA

Corrientes y Chaco - 7, 9 y 11 de Octubre de 2013

Temario

� ¿Qué es un Sistema Embebido y cuáles son sus requerimientos?� ¿Qué es un Sistema Embebido y cuáles son sus requerimientos?

� ¿Qué conocimiento se necesita?

� ¿Qué más se necesita saber?

� Quien les habla

� Situación de la Industria y la Academia

� Difusión <http://laboratorios.fi.uba.ar/lse/difusion/>

Desde la patria Chica (Julián Zini)

2Ing. Juan Manuel Cruz7, 9 y 11 Oct. de 2013

Desde la patria Chica (Julián Zini)

Con permiso, que traigo, mis amigos,

florecida en una canto mi Verdad,

esta hermosa verdad de mi Corrientes,

que hace tiempo les debo, ¡y aquí está..!

¿Qué es un sistema embebido?

� Cuando hablamos de sistemas embebidos nos referimos a � Cuando hablamos de sistemas embebidos nos referimos a equipos electrónicos que incluyen procesamiento de datos

� A diferencia de una PC (en cualquiera de sus diversos formatos), los sistemas embebidos se diseñan para satisfacer una función específica (reloj digital, reproductor de MP3, teléfono celular, router, sistema de control de automóvil –ECU–o de satélite o de planta nuclear, etc.)

� Un sistema embebido es entonces un sistema electrónico contenido (“embebido”) dentro de un equipo completo que incluye otras partes (mecánicas, electromecánicas, etc.)

� Implica desarrollar simultáneamente hardware y software


¿Qué es un sistema embebido?

� En buena parte de las aplicaciones reales como cerebro de un � En buena parte de las aplicaciones reales como cerebro de un sistema embebido se recurre a un microcontrolador (SoC: System-on-a-chip solution), o bien:

� DSP (Digital Signal Processing)

� FPGA (Field Programmable Gate Array)

� Microprocesador (CPU con Memoria externa)

� ASIC (Application-Specific Integrated Circuit)

El diseño de un sistema embebido usualmente se orienta a:� El diseño de un sistema embebido usualmente se orienta a:

� Reducir su tamaño, su consumo y su costo

� Aumentar su eficiencia, confiabilidad y re-usabilidad

� Mejorar su desempeño

� Asegurar su determinismo y su tiempo de respuesta

� Atender la mayor cantidad de tareas posibles, etc.


¿Cuáles son sus requerimientos?

� Históricamente sea cual fuese la función específica del sistema � Históricamente sea cual fuese la función específica del sistema embebido se ha requerido contar con:

� Las conectividades en uso corriente (USB, Ethernet, Wifi, Bluetooth, Zigbee, etc.)

� Las interfaces de usuario en uso corriente (display LED, touch screen, multimedia, etc.)

� Para cumplir éstos requerimientos (en permanente evolución) se hace � Para cumplir éstos requerimientos (en permanente evolución) se hace necesario contar con plataformas (micros/DSP/FPGA/ASIC/ etc.) de rendimiento y recursos en crecimiento que permitan atender el incremento del procesamiento necesario para soportar periféricos avanzados con capacidad de atender las nuevas conectividades e interfaces de usuario requeridas por el mercado (usuarios)


¿Qué conocimiento se necesita?

� Tecnologías actuales de implementación de sistemas � Tecnologías actuales de implementación de sistemas embebidos, en especial microcontroladores de 32 bits

� Las mejores prácticas de Ingeniería de Software, útiles en el desarrollo de sistemas embebidos, que sirvan para organizar el ciclo de vida de un proyecto y mejorar la eficiencia del trabajo en equipo

� El rol de modelado en el desarrollo de sistemas embebidos. Modelar soluciones utilizando los diagramas y las notaciones de uso más frecuente en sistemas embebidos (Diagramas de Estado, de Actividad, etc.)


¿Qué conocimiento se necesita?

� Desarrollo de aplicaciones embebidas en lenguaje C (C++ / � Desarrollo de aplicaciones embebidas en lenguaje C (C++ / Java / etc.), con y sin un sistema operativo de tiempo real (RTOS), empleando técnicas de programación específicas para lograr eficiencia, confiabilidad y re-usabilidad

� Análisis/síntesis de circuitos de apoyo e interfaz

� Contar con la habilidad para escribir documentos relacionados a un desarrollo de ingenieríaa un desarrollo de ingeniería

� Contar con una base teórico-práctica general sobre sistemas embebidos tal que nos permita continuar el aprendizaje relativo al área. Se debe procurar consolidar los conocimientos teóricos mediante la práctica debida


¿Qué más se necesita saber?

� Que existen algunos lineamientos a seguir:� Que existen algunos lineamientos a seguir:

� Simplicidad (KISS “Keep It Simple, Stupid”)

� Excelencia (DFE “Design for Excellence”)

� Documentarse debidamente antes de comenzar el diseño

� Método de trabajo (contar con uno)

� Los sistemas embebidos son herramientas que permiten � Los sistemas embebidos son herramientas que permiten ofrecer soluciones a aplicaciones antes resueltas mediante el uso de otras tecnologías/técnicas

� Sepamos que puede ser necesario recurrir al auxilio de expertos en disciplinas muy específicas relacionadas a la aplicación


Simplicidad (KISS), ¿qué significa?

� KISS es un acronismo en inglés que puede leerse como:� KISS es un acronismo en inglés que puede leerse como:

� “Keep It Simple, Stupid” (Mantenlo simple, estúpido)

� “Keep It Short and Simple” (Mantenlo corto y simple)

� Comenzó a usarse en EEUU en los años 60 (en relación con el proyecto Apollo)

Dicen que deriva del “Principio de Economía o de Parsimonia” � Dicen que deriva del “Principio de Economía o de Parsimonia” de William of Ockham (fraile franciscano/filósofo, siglo XIII & XIV DC): “en igualdad de condiciones, la explicación más sencilla suele ser la correcta”, aunque este pensamiento es muy anterior y variantes formuladas por Leonardo da Vinci, Isaac Newton, Albert Einstein y otros


Simplicidad (KISS), ¿qué se procura?

� La simplicidad (KISS) es la clave del éxito de un diseño en ingeniería

� En el desarrollo de sistemas complejos en ingeniería debemos:

� Desarrollar empleando partes sencillas y comprensibles que redundará en errores de fácil detección y corrección

� Debemos rechazar lo rebuscado e innecesario

� En otras palabras advierte al diseñador para que en su laborno compre problemas sino que venda soluciones


Excelencia (DFE), ¿qué significa?

� DFE “Design For Excellence”� DFE “Design For Excellence”

� Todo producto debe cumplir varios objetivos: funcionar acorde a los deseos del cliente, ser fácil de ensamblar, de mantener y reparar, de probar, de disponer de él y muchos otros. Aquellas empresas que quieran triunfar deben considerar todos estos objetivos desde las primeras etapas del proceso de diseño, así como de forma permanente durante todo el proceso de diseño (Whitney et al., 1988)todo el proceso de diseño (Whitney et al., 1988)

� Manufacture (DFM) / Assembly (DFA) / Productibility (DFP) /

� Reliability / Testing (DFT) / Service (DFS) / Disassembly (DFD) /

� Reassembly (DFR) / Use or Operability (DFO) / Green (DFG) or

� Environment and Recycling (DFE) / Quality and Cost /

� Logistic (DFL) / Inspection and International (DFI) / etc., etc.11Ing. Juan Manuel Cruz7, 9 y 11 Oct. de 2013

Documentarse …, ¿qué significa?

� Seguramente uno no es el primero que intenta resolver el problema que se enfrenta

� Seguramente uno no es el primero que intenta resolver el problema que se enfrenta

� Por tal motivo es recomendable recopilar toda documentación referida al diseño que se está por encarar, a las técnicas y/o herramientas que pueden serle útiles para el diseño, etc., etc.

� Tal documentación puede tomar la forma de:

� Hojas de Datos (Fe de Erratas)� Notas de Aplicación� Notas de Aplicación� Ejercicios o Ejemplos de Diseño� Manuales de Usuario� Manuales de Referencia Técnica, etc., etc.

� Para contar con la última versión de la documentación tener el cuidado de tomarla de la fuente


Documentarse …, ¿qué se procura?

� Aproveche las facilidades que ofrecen las vías de comunicaciónactuales para la búsqueda de información

� Procure encarar la búsqueda con sentido común y criterio

� Recuerde que la búsqueda en si misma es un medio y no un fin

� Lea, analice y clasifique toda la documentación recopilada� Lea, analice y clasifique toda la documentación recopilada

� Durante la etapa de diseño saque provecho de la información recopilada “aprendiendo del trabajo de los demás”


Método de Trabajo

� Optamos por el método más usado, simple y seguro� Optamos por el método más usado, simple y seguro

� Recomendaciones:

� Procure aprender del método

� Procure adaptar el método a su gusto

Si está disconforme con el método:� Si está disconforme con el método:

� Genere su propio método, pero use uno, pues:

� Sin método cada diseño nos obliga a comenzar de cero

� Recuerde que cada diseño tiene una solución adecuada


Quien les habla

� Soy Ingeniero en Electrónica graduado h/28 años en UTN FRBA � Soy Ingeniero en Electrónica graduado h/28 años en UTN FRBA (además de Técnico en Telecomunicaciones recibido h/34 años)

� Ejerzo la docencia universitarias desde antes de graduarme, actualmente con dedicaciones simples (acumulando 29 años de experiencia en universidades públicas y privadas)

� He estado vinculado a la profesión en forma ininterrumpida durante los últimos 34 años (ejerciendola primero como técnico durante los últimos 34 años (ejerciendola primero como técnico y luego como ingeniero) en el ámbito público (científico-tecnológico, Facultades de Medicina e Ingeniería de UBA, FRBA y FRA de UTN e INTI) y actualmente en el ámbito privado con dedicación de tiempo completo (en forma continua en la misma empresa durante los últimos 21 años)


Quien les habla

� En éstos últimos 34 años para ganarme la vida he hecho � En éstos últimos 34 años para ganarme la vida he hecho mantenimiento, desarrollo, investigación, capacitación, gestión, etc. (siempre relacionado a electrónica, específicamente a sistemas embebidos)

� A pesar de los cambios de rumbo y crisis que ha sufrido la Argentina durante los últimos 34 años he podido vivir, mantenerme y crecer mediante el ejercicio de la profesión, en complemento con el despliegue de actividades académicascomplemento con el despliegue de actividades académicas

� Persistir en este rumbo me permitió conocer y comprendertanto las necesidades como las limitaciones reales tanto de la Industria como de la Academia, pudiendo capitalizar la experiencia personal, profesionalmente y compartirla


Situación Industria Academia

� He podido comprobar que:� He podido comprobar que:

� Para la Industria no siempre resulta necesario adquirir los conocimientos y lineamientos que expuse y además que para la Academia no siempre resulta necesario avocarse a su enseñanza

� Es posible satisfacer los requerimientos de la Industria aplicandotales conocimientos y lineamientos. Y que con algo de esfuerzo es posible convencer a la Industria de la necesidad de incorporar tales conocimientos y lineamientostales conocimientos y lineamientos

� La Academia con algo de esfuerzo puede estar en condiciones de volcar tales conocimientos y lineamientos a la Industria, ya sea mediante cursos de grado, de extensión, de especialización o posgrado


Situación Industria Academia

� Visto el tema como un problema de ingeniería considero que � Visto el tema como un problema de ingeniería considero que es resoluble, porque:

� Con suma simpleza

� Previa determinación del objetivo de excelencia a cumplir

� Obviamente contando con la documentación debida

� Y recurriendo a la metodología de trabajo adecuada se puede lograr una solución adecuada

� La terminología adecuada es de aplicación en países periféricos como el nuestro en condiciones supuestamente desfavorables para el desarrollo de la industria electrónica (regulaciones nacionales e internacional, escala de consumo, incorporación de innovaciones tecnológicas / metodologías / técnicas / herramientas / contenidos, etc.)


Preguntas

Un son para Portinari (Nicolás Guillén)Un son para Portinari (Nicolás Guillén)

Para Cándido Portinari

la miel y el ron,

y una guitarra de azúcar

y una canción,

y un corazón.

Para Cándido Portinari

Buenos Aires y un bandoneón.

Ay, esta noche se puede, se puede,

ay, esta noche se puede, se puede,

se puede cantar un son.


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