Sistemas encaixados

A materia pretende dar ao alumno unha visión xenérica dos sistemas encaixados convencionais. Nesta materia o alumno adquirirá coñecementos sobre a estrutura xeral do hardware dos Sistemas Encaixados e a súa funcionalidade e aplicacións. Tamén adquirirá coñecementos sobre a súa programación eficiente e as características dos seus sistemas operativos. Así mesmo se exercitará a expresión oral técnica, a capacidade de organización e planificación e a capacidade de aplicación práctica dos coñecementos teóricos.

Os contidos da materia, conforme á MTV deben ser os seguintes:
“Concepto e características dos sistemas encaixados. Sistemas encaixados baseados en microcontroladores. Arquitectura dos microcontroladores, repertorio de instrucións, interrupcións, dispositivos de entrada/saída, buses e comunicacións. Sistemas encaixados e de tempo real. Sistemas operativos de tempo real. Programación de sistemas encaixados”

Organizanse en 4 temas:

1. Introdución aos sistemas encaixados. Definición e características. Representación da información. (4 horas presenciais e 8 non presencial).
2. Arquitectura dun sistema encaixado. Microcontroladores. Repertorio de instrucións. Programación eficiente. (10 horas presenciais e 20 non presenciais).
3. Sistemas operativos para sistemas encaixados. Interrupcións. Sistemas en tempo real (6 horas presenciais e 15 non presenciais)
4. Xestión da entrada/saída. Comunicación con periféricos. GPIO. Buses. Protocolos de comunicación. (4 horas presenciais e 12 non presenciais)

As prácticas serán de programación en ensamblador e C. Haberá 4 prácticas obrigatorias e 1 optativa. Os temas a tratar serán:
- Iniciación á compilación. Compilación cruzada. Linguaxe ensamblador. Asociada ós tema 1,2. (4 horas presenciais e 4 non presenciais)
- Introdución ás operacións ariméticas e de carga. Uso da memoria. Asociada ó tema 2. (6 horas presenciais e 10 non presenciais)
- Saltos e subrutinas. Asociada aos temas 2,3 (6 horas presenciais e 10 non presenciais)
- Sistemas operativos e tempo real. Asociada ó tema 3. (6 horas presenciais e 6 non presenciais)
- Entrada/Saída (Optativa). Asociada ao tema 4. (2 horas presenciais e 4 non presenciais)

O libro básico nos que se desenvolven os contidos da materia é:
• 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

Os 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, o alumno terá un coñecemento preciso do mecanismo de funcionamento dun sistema encaixado, de como se xestiona o seu hardware e de como se organiza a execución de diferentes programas. Coñecerá algunhas funcións de manexo da entrada/saída, das instrucións e da comunicación con periféricos, e será capaz de programar aproveitando as funcionalidades do sistema para optimizar a execución dos códigos.
Adquirirá os coñecementos, destrezas e competencias, conforme a MTV:
Coñecementos:
Con43. Explicar as características dos sistemas encaixados e dos microcontroladores.
Con44. Coñecer as características dos sistemas operativos que traballan con sistemas encaixados (compilación, sistemas de memoria, configuración da compilación, características de tempo real).
Destrezas:
H/D43. Seleccionar o microcontrolador ou microprocesador que mellor se adapte a unha determinada aplicación.
H/D44. Configurar e programar sistemas encaixados.
H/D45. Usar aplicacións encaixadas con diversas infraestructuras software identificando o papel que desempeña cada unha delas.
Competencias:
Comp13. Ser capaz de integrar sistemas operativos e sistemas encaixados explotando as súas características de multitarefa ou comunicación entre aplicacións.

O material de traballo para esta materia inclúe os libros recomendados, que se intentará que estean dispoñibles na biblioteca. O aprendizaxe do alumno tamén estará apoiado na ensinanza virtual, a través do Campus Virtual da USC.

Nas clases expositivas o profesor presentará e desenvolverá os aspectos fundamentais de cada un dos temas da materia. Os contidos que se abordan nestas clases van ser suficientes para que se poidan realizar as prácticas da materia; ademais, se explicarán todos os conceptos que se van a esixir para aprobar a materia.

Nas clases interactivas vanse realizar diferentes actividades, as prácticas e actividades de avaliación das prácticas. Haberá unha data de entrega de cada práctica, que se realizará polo campus virtual. Durante as sesións de prácticas o alumno resolverá problemas de programación e montaxe de aspectos concretos dos sistemas encaixados e complementarios aos contidos explicados nas clases expositivas. As prácticas serán individuais.

A avaliación da aprendizaxe basearase na realización efectiva dunha avaliación continua e un exame final. A avaliación continua estará fundamentada na realización efectiva por parte dos alumnos das prácticas propostas ao longo do cuadrimestre e na realización dos traballos propostos. O exame final incluirá todos os contidos da materia.

Polo tanto, a avaliación da materia consta de dous apartados que se avalían de maneira independente: exame final e prácticas. O exame final supón o 60% da cualificación final e a parte práctica supón o outro 40%. En calquera caso, para superar a materia é requisito imprescindible ter unha nota igual ou maior que 4,5 tanto no exame final como na parte práctica. Se non obtén esta nota mínima, a nota da materia será a correspondente á nota do exame final.

Cada unha das prácticas propostas terá unha data concreta de finalización. Pasada está data, a práctica será considerada como non feita. Ao rematar cada unha das prácticas propostas, o alumno deberá enviala ao profesor. Antes ou depois de enviala, durante as sesións anteriores ou posteriores á data de entrega, e antes de avaliarse, o alumno deberá defender e explicar en persoa a realización da práctica ao profesor. As prácticas serán avaliadas segundo a defensa e a práctica entregada.

Ademais da entrega das prácticas e a súa avaliación presencial polo profesor, haberá un exame final de prácticas soamente na oportunidade de xullo para os alumnos que non superen as prácticas na primeira convocatoria, pero as teñan realizado.

O alumno recibirá a cualificación de "non presentado" cando non faga o exame final.

Estes criterios son de aplicación para as dúas oportunidades, e para os alumnos repetidores.

Para os alumnos con dispensa de asistencia a asistencia ás clases expositivas non será obrigatoria pero si ás prácticas xa que a avaliación das mesmas farase nas propias sesións.

A materia dividese en:
24 horas de docencia teórica presencial.
24 horas de docencia interactiva de laboratorio na aula de informática.
3 horas de titorizzación en grupo reducido.

O tempo que o alumno deberá destinar a traballo persoal e estudio estimouse en 55 horas de estudio autónomo e 34 horas de programación ou outros traballos en ordenador ou laboratorio. O total de horas de traballo persoal do alumno é de 99 horas, contando a preparación de probas de avaliación.

Recoméndase a asistencia a clase de docencia expositiva, onde se exporán os conceptos básicos da materia, a realización dos traballos propostos polo profesor e a asistencia as clases de docencia interactiva.

Para os casos de realización fraudulenta dos exercicios e probas, aplicarase o recollido na “Normativa de avaliación do rendiemento académico dos estudantes e de revisión de cualificacións".

A materia impartirase en galego.