Pla docent de l'assignatura

 

 

Tanca imatge de maquetació

 

Imprimeix

 

Dades generals

 

Nom de l'assignatura: Programació d'Arquitectures Encastades

Codi de l'assignatura: 364306

Curs acadèmic: 2021-2022

Coordinació: David Roma Dollase

Departament: Departament d'Enginyeria Electrònica i Biomèdica

crèdits: 6

Programa únic: S

 

 

Hores estimades de dedicació

Hores totals 150

 

Activitats presencials i/o no presencials

60

 

-  Teoricopràctica

Presencial i no presencial

 

15

 

-  Pràctiques de laboratori

Presencial i no presencial

 

45

Treball tutelat/dirigit

40

Aprenentatge autònom

50

(Temps de preparació de les pràctiques, elaboració dels informes i de preparació de la presentació.)

 

 

Recomanacions

 

Es recomana haver cursat les assignatures Estructura de Computadors, Introducció als Ordinadors i Disseny Digital Bàsic.

 

 

Competències que es desenvolupen

 

   -

9aG-GENERAL. Capacitat per resoldre problemes amb iniciativa, prendre decisions, ser autònom i creatiu.

   -

7T-TRANSV. Capacitat de treballar en equip.

   -

6T-TRANSV. Capacitat abstractiva: crear i utilitzar models que reflecteixin situacions reals.

   -

9T-TRANSV. Capacitat de dissenyar i dur a terme testos i experiments, i analitzar-ne i interpretar-ne els resultats.

   -

8T-TRANSV. Capacitat creativa i emprenedora.

   -

5T-TRANSV. Capacitat comunicativa.

   -

4T-TRANSV. Capacitat de fer raonaments crítics i lògics.

   -

10T-TRANSV. Capacitat per aprendre de manera autònoma nous coneixements i tècniques, adequats per concebre, desenvolupar i explotar sistemes informàtics.

   -

1T-TRANSV. Capacitat per aplicar els coneixements adquirits per elaborar i defensar arguments, i per resoldre problemes relacionats amb la informàtica.

   -

4ESP - TECNOLOGIA ESPECÍFICA: COMPUTACIÓ. Capacitat per conèixer els fonaments, paradigmes i tècniques propis dels sistemes intel·ligents i analitzar, dissenyar i construir sistemes, serveis i aplicacions informàtiques que utilitzin aquestes tècniques en qualsevol àmbit d'aplicació.

   -

9FC - FORMACIÓ COMUNA. Capacitat per conèixer, comprendre i avaluar l'estructura i arquitectura dels computadors, així com els components bàsics que els conformen.

Objectius d'aprenentatge

 

Referits a coneixements

— Diferenciar entre compiladors natius i creuats.

 

— Saber programar en llenguatge C.

 

— Entendre la diferència entre la programació a escala de maquinari (hardware) i l’abstracció, mitjançant la creació de funcions i llibreries, per poder programar a un nivell més alt en un mateix llenguatge de programació.

 

— Conèixer els recursos de què es disposa amb un sistema encastat pel que fa a l’entrada i sortida de la informació, i saber com gestionar-lo.

 

— Saber què significa sistema en temps real en cada situació o aplicació.

 

— Saber per a què serveixen els temporitzadors/comptadors, les interrupcions, la transferència d’informació mitjançant protocols sèrie, i l’accés directe a memòria (DMA).

 

Referits a habilitats, destreses

— Saber utilitzar eines de desenvolupament i depuració d’aplicacions per programar sistemes incrustats.

 

— Programar de manera eficaç la gestió de sistemes en temps real basats en temporitzadors i esdeveniments (gestionant el sistema d’interrupcions), així com la comunicació amb altres dispositius mitjançant protocols sèrie estàndards.

 

— Dissenyar sistemes de control basats en processadors incrustats fent servir microcontroladors, sensors i actuadors.

 

— Ser capaç d’avaluar els resultats d’un disseny propi comparant-lo amb d’altres i saber aplicar estratègies de millora.

 

 

Blocs temàtics

 

1. Eines de desenvolupament i depuració de sistemes incrustats

1.1. Entorns d’edició i depuració

1.2. Plataformes d’avaluació i depuració

2. Programació de sistemes encastats

2.1. Configuració de registres i altres recursos dels processadors

2.2. Programació en llenguatge C

3. Programació d’una plataforma hardware (robot)

3.1. Configuració de registres i ports del microcontrolador

3.2. Sistema de rellotge i temporitzadors

3.3. Estudi del sistema d’interrupcions externes i esdeveniments interns del nostre microcontrolador

3.4. Comunicació entre la plataforma del processador i els mòduls del robot mitjançant protocols sèrie

3.5. Mesura de sensors i control d’actuadors als mòduls del robot

3.6. Control d’un display

3.7. Altres recursos de la plataforma robot (acceleròmetre, so, transferències DMA, etc.)

4. Tècniques de programació d’arquitectures encastades

4.1. Programació amb bucles Round-Robin i semàfors

4.2. Programació basada en esdeveniments

4.3. Abstracció del maquinari (hardware) mitjançant la creació de llibreries de funcions

 

 

Metodologia i activitats formatives

 

La docència d’aquesta assignatura es basa en quatre punts:

1. Explicació teoricopràctica de les eines necessàries per programar sistemes encastats (entorns de treball, plataformes d’avaluació i depuració, etc.), així com de nocions de programació en llenguatge C. També s’explica la teoria dels sistemes específics del microcontrolador que es fa servir a les pràctiques (controlador d’interrupcions, temporitzadors i controlador DMA del processador específic).

2. A les classes de teoria, a més, es proporcionen els coneixements necessaris per implementar un projecte C amb llibreries, ja que és obligatori fer el projecte final fent-ne servir. També s’han de definir les capes d’abstracció que es volen definir al projecte, des de la capa física fins a la d’aplicació.

3. Sessions pràctiques amb guió, que es duen a terme durant una o diverses setmanes (segons cada pràctica) i de les quals s’ha d’entregar un informe al cap d’una setmana que hagin acabat.

4. Desenvolupament d’un miniprojecte, en l’última part de l’assignatura, basat en unes pautes. S’ha de fer un informe del qual es fa una presentació oral al professorat al dia assignat per a l’examen final.

Depenent de la situació sanitària, i quan les autoritats corresponents ho requereixin, el grau de presencialitat es pot veure afectat. Mentre l’ocupació de les aules no sigui del 100 %, totes les classes es retransmetran en directe i, en la mesura que sigui possible, es gravaran perquè quedin disponibles al Campus Virtual.

En la mesura que sigui possible s’incorporarà la perspectiva de gènere en el desenvolupament de l’assignatura.

 

 

Avaluació acreditativa dels aprenentatges

 

La nota de l’assignatura es calcula mitjançant la fórmula següent:

Nota final = a · Nota Informes Pràctiques + b · Nota Projecte + c · Nota Prova
Nota Informes Pràctiques és la nota resultant del còmput de tots els informes de pràctiques que es lliuren (s’han d’entregar la setmana següent de cada pràctica). Les pràctiques són presencials, però poden ser en línia depenent de la situació sanitària. L’assistència síncrona a les pràctiques, tant si són presencials com no presencials, serà obligatòria.  

Nota Projecte: cada grup presenta els resultats obtinguts durant les últimes sessions de pràctiques, en què es fa un miniprojecte. Per a aquesta nota es tenen en compte tant els resultats obtinguts en el projecte com la presentació. El projecte és presencial, però pot ser en línia depenent de la situació sanitària.

Nota Prova: consisteix en una prova el dia de l’examen, segons el calendari, on s’han de demostrar els coneixements adquirits. La prova pot ser en línia o presencial, depenent de la situació sanitària.

a, b i c són els pesos que es donen a les diferents parts de l’assignatura i que es corresponen amb les hores de dedicació de l’alumnat. En aquesta assignatura, a = 0,20, b = 0,50 i c = 0,30.

Per poder calcular la nota final és imprescindible que Nota Informes >= 4,5; Nota Presentació >= 4,5; Nota Prova >= 4,5. A més, com a mínim s’ha d’entregar el 75 % (arrodonint cap a dalt) dels informes de pràctiques.


Reavaluació

En cas de no haver obtingut com a mínim un 4 en les pràctiques i/o el projecte, caldrà tornar a entregar les parts suspeses abans de la repetició de l’examen teòric. L’avaluació de les diferents parts es durà a terme de manera equivalent al que s’ha fet durant el semestre. La nota final de l’assignatura es calcularà igual i amb els mateixos requisits per aplicar la mitjana ponderada que en la primera avaluació.

La repetició de l’examen teòric es farà en la data establerta en el calendari acadèmic i constarà d’una prova similar a la de la primera avaluació.

Qualsevol intent de frau o plagi de les pràctiques comporta l’aplicació de la normativa acadèmica general de la Universitat de Barcelona i l’inici d’un procés disciplinari.

 

Avaluació única

L’avaluació única consisteix a desenvolupar i presentar el projecte i, per tant, significa que s’han dut a terme les pràctiques per fer-lo. A més, s’ha de fer una prova escrita per demostrar que s’han adquirit els coneixements necessaris.

Per calcular la nota final s’aplica la fórmula següent: Nota Projecte* 0,6 + Nota Prova * 0,4, i s’ha de complir que Nota Prova >= 4,5 i Nota Presentació >= 4,5.

La reavaluació es farà igual que en l’avaluació continuada.

 

 

Fonts d'informació bàsica

Consulteu la disponibilitat a CERCABIB

Llibre

Sierra Urrecho, A. ; Alfonseca Moreno, M. Programación en C/C++. Madrid : Anaya Multimedia, 2005.  Enllaç

Pàgina web

Texas Instruments. Overview for MSP432 Ultra-Low Power with ARM MCU  Enllaç

http://www.ti.com/product/msp432p401r  Enllaç

  Documentació del microcontrolador que es fa servir a les pràctiques

http://www.ti.com/tool/msp-exp432p401r  Enllaç

  Documentació de la placa d’avaluació

Text electrònic

Transparències i documents al Campus Virtual de l’assignatura