Sistemas empotrados

La materia pretende dar al alumno una visión genérica de los sistemas empotrados convencionales. En esta materia el alumno adquirirá conocimientos sobre la estructura general del hardware de los Sistemas empotrados y su funcionalidad y aplicaciones. También adquirirá conocimientos sobre su programación eficiente. Asimismo se ejercitará la expresión oral técnica, la capacidad de organización y planificación y la capacidad de aplicación práctica de los conocimientos teóricos.

Los contenidos de la materia, conforme a la MTV deben ser los siguientes: “Concepto y características de los sistemas empotrados. Sistemas empotrados basados en microcontroladores. Arquitectura de los microcontroladores,repertorio de instrucciones, interrupciones, dispositivos de entrada/salda, buses y comunicaciones. Sistemas empotrados y de tiempo real. Sistemas operativos de tiempo real. Programación de sistemas empotrados.”

Se organizan en 4 temas:
1. Introdución a los sistemas empotrados. Definición y características. Representación de la información. (4 horas presenciales y 8 no presenciales).
2. Arquitectura de un sistema empotrado. Microcontroladores. Repertorio de instruciones. Programación eficiente. (10 horas presenciales y 20 no presenciales).
3. Sistemas operativos para sistemas empotrados. Interrupciones. Sistemas en tiempo real (6 horas presenciales y 15 no presenciales)
4. Gestión de la entrada/salida. Comunicación con periféricos. GPIO. Buses. Protocolos de comunicación. (4 horas presenciales y 12 no presenciales)

Las prácticas serán de montaje y programación en ensamblador y C. Habrá 4 prácticas obligatorias y 1 optativa. Los temas a tratar serán:
- Iniciación a la compilación. Compilación cruzada. Lenguaje ensamblador. Asociada a los temas 1,2. (4 horas presenciales y 4 no presenciales)
- Introducción a las operaciones ariméticas y de carga. Uso de la memoria. Asociada al tema 2. (6 horas presenciales y 10 no presenciales)
- Saltos y subrutinas. Asociada a los temas 2,3 (6 horas presenciales y 6 no presenciales)
- Sistemas operativos en tiempo real. Asociada al tema 3. (6 horas presenciales y 6 no presenciales)
- Entrada/Salida. Asociada al tema 4. (2 horas presenciales y 4 no presenciales)

El libro básico en el que se desarrollan los contidos de la materia es:
• Y. Zhu. “Embedded Systems with ARM Cortex-M Microcontrollers in Assembly Language and C”. Third Edition. E-Man Press LLC. 2017. ISBN-13: 978-0982692660.
• Andrew S. Tanenbaum "Sistemas operativos modernos"(3a edición). Editorial Prentice-Hall, 2009. ISBN: 9786074420463

Los complementarios:
• G. Gu. “Building Embedded Systems: Programmable Hardware”. Apress Ed. 2016. ISBN-13: 978-1484219188.
• E. White. “Making Embedded Systems: Design Patterns for Great Software”. O'Reilly. 2011. ISBN-13: 978-1449302146.

Tras superar esta materia, el alumno tendrá un conocimiento preciso del mecanismo de funcionamiento de un sistema empotrado, de cómo se gestiona su hardware y de cómo se organiza la ejecución de diferentes programas. Conocerá algunas funciones de manejo de la entrada/salida, de las instrucciones y de la comunicación con periféricos, y será capaz de programar aprovechando las funcionalidades del sistema para optimizar la ejecución de los códigos.
Adquirirá los conocimientos, destrezas y competencias, conforme a MTV:
Conocimientos:
Con43. Explicar las características de los sistemas encajados y de los microcontroladores.
Con44. Conocer las características de los sistemas operativos que trabajan con sistemas encajados (compilación, sistemas de memoria, configuración de la compilación, características de tiempo real).
Destrezas:
H/D43. Seleccionar el microcontrolador o microprocesador que mejor se adapte a una determinada aplicación.
H/D44. Configurar y programar sistemas encajados.
H/D45. Usar aplicaciones encajadas con diversas infraestructuras software identificando el papel que desempeña cada una de ellas.
Competencias:
Comp13. Ser capaz de integrar sistemas operativos y sistemas encajados explotando las características de multitarea o comunicación entre aplicaciones.

El material de trabajo para esta materia incluye los libros recomendados, que se intentará que estén disponibles en la biblioteca. El aprendizaje del alumno también estará apoyado en la enseñanza virtual, a través del Campus Virtual de la USC.

En las clases expositivas el profesor presentará y desarrollará los aspectos fundamentales de cada uno de los temas de la materia. Los contenidos que se abordan en estas clases van a ser suficientes para que se puedan realizar las prácticas de la materia; además, se explicarán todos los conceptos que se van a exigir para aprobar la materia.

En las clases interactivas se van a realizar diferentes tipos de actividades, las prácticas y las actividades de evaluación de las prácticas. Habrá una fecha de entrega de cada práctica, que se realizará por el campus virtual. Durante las sesiones de prácticas el alumno resolverá problemas de programación y montaje de aspectos concretos de los sistemas empotrados y complementarios a los contenidos explicados en las clases expositivas. Las prácticas serán individuales.

La evaluación del aprendizaje se basará en la realización efectiva de una evaluación continua y un examen final. La evaluación continua estará fundamentada en la realización efectiva por parte de los alumnos de las prácticas propuestas a lo largo del cuatrimestre y en la realización de los trabajos propuestos. El examen final incluirá todos los contenidos de la materia.

Por lo tanto, la evaluación de la materia consta de dos apartados que se evalúan de manera independiente: examen final y prácticas. El examen final supone el 60% de la calificación final y la parte práctica supone el otro 40%. En cualquiera caso, para superar la materia es requisito imprescindible tener una nota igual o mayor que 4,5 tanto en el examen final como en la parte práctica. Si no obtiene esta nota mínima, la nota de la materia será la correspondiente a la nota del examen final.

Cada una de las prácticas propuestas tendrá una fecha concreta de finalización. Pasada está fecha, la práctica será considerada como no hecha. Al finalizar cada una de las prácticas propuestas, el alumno deberá enviarla al profesor. Antes o despues de enviarla, durante las sesiónes anteriores o posteriores a la fecha de entrega, y antes de evaluarse, el alumno deberá defender y explicar en persona la realización de la práctica al profesor. Las prácticas serán evaluadas según la defensa y la práctica entregada.

Además de la entrega de las prácticas y su evaluación presencial por el profesor, habrá un examen final de prácticas solamente en la oportunidad de julio para los alumnos que no superen las prácticas en la primera convocatoria, pero las hayan realizado.

El alumno recibirá la calificación de "no presentado" cuando no haga el examen final.

Estos criterios son de aplicación para las dos oportunidades, y para los alumnos repetidores.

Para los alumnos con dispensa de asistencia la asistencia a las clases expositivas no será obligatorias/será obligatoria pero sí a las prácticas ya que la evaluación de las mismas se hará en las propias sesiones.

En el caso de realización fraudulenta de ejercicios y pruebas, se aplicará lo dispuesto en el “Reglamento para la evaluación del rendimiento académico de los estudiantes y la revisión de calificaciones".

La materia se divide en:
24 horas de docencia teórica presencial.
24 horas de docencia interactiva de laboratorio en el aula de informática.
3 horas de tutorización en grupo reducido.

El tiempo que el alumno deberá destinar al trabajo personal y estudio se estimó en 55 horas de estudio autónomo y 34 horas de programación o otros trabajos en ordenador o laboratorio. El total de horas de trabajo personal del alumno es de 99 horas, contando la preparación de pruebas de evaluación.

Se recomienda la asistencia a clase de docencia expositiva, donde se expondrán los conceptos básicos de la materia, la realización de los trabajos propuestos por el profesor y la asistencia las clases de docencia interactiva.

En el caso de realización fraudulenta de ejercicios y pruebas, se aplicará lo dispuesto en el “Reglamento para la evaluación del rendimiento académico de los estudiantes y la revisión de calificaciones".

La materia se impartirá en gallego.