Presentación acerca del diseño de sistemas embebidos de control automático

1. Vladimir Bonilla
099926868
fbonilla@ute.edu.ec
www.mecatronicaecuador.com

2. Agend
a
 Sistemas Embebidos
 Funciones de los sistemas embebidos
 Características de los sistemas embebidos
 Herramientas de diseño de sistemas
embebidos
 Diseño de sistemas embebidos de control.
Caso práctico: Control de temperatura de
la ducha
 Importancia de los sistemas embebidos

3. Sistemas Embebidos
Hardware
Componentes
Mecanismos
Software

4. Tareas Especificas
•Automoviles
•Comunicaciones
•Equipo médico
•Entretenimiento
•Electrodomésticos

5. Automóviles
 Procesadores Múltiples
 Hasta 100
 en red
 Funciones por procesamiento embebido:
 ABS: Anti-lock braking systems
 ESP: Electronic stability control
 Airbags
 Cajas de cambio automáticas eficientes
 Prevención de robos con llaves “inteligentes”
 Sistemas de alerta de ángulo ciego
 ... etc ...

6. Comunicacione
s
 Funciones por procesamiento embebido:
 Gestionar la comunicación móvil
 Gestionar y Procesar imágenes y video
 Controlar cámara, pantalla, giroscopios
 ..etc

7. Equipo médico
 Funciones por procesamiento embebido:
 Adquisición de signos vitales
 Procesamiento digital de señales
 Comunicación con centrales de monitorización
 Gestión de alarmas
 … ect.

8. Electrodoméstico
s
 Funciones por procesamiento embebido:
 Selección del tipo de detergente
 Selección de la cantidad de agua
 Selección del ciclo de lavado
 Gestión de alertas
 … ect.

9. Características de los sistemas
embebidos
•Deben ser confiables,
Confiabilidad, Reliability R(t) = Probabilidad que el sistema
trabaje correctamente dado que está funcionando en t=0
Mantenibilidad, Maintainability M(d) = probabilidad que el
sistema vuelva a trabajar correctamente d unidades de tiempo
después de una falla.
Disponibilidad, Availability A(t): probabilidad que el sistema
esté funcionando al tiempo t
Seguridad personal: no causa daño
Seguridad informática: comunicación confidencial y
autenticada.

10. Características de los sistemas
embebidos
 Deben ser eficientes
 Energía
 Tamaño de código
 Peso
 Costo

11. Características de los sistemas
embebidos
 Comunicación.
 Están Dedicados a ciertas aplicaciones
 Interfaces de usuario dedicadas
(no mouse, keyboard, pantalla, pantalla táctil)

12. Características de los sistemas
embebidos
 Muchos SE deben cumplir restricciones de
tiempo real
 Un sistema de tiempo real debe reaccionar a
estímulos del objeto controlado (u operador) dentro
de un intervalo definido por el ambiente.
 Respuestas correctas pero tardías son erradas.
 Una restricción de tiempo real se dice DURA
(hard) si su incumplimiento puede resultar en
catástrofe.
 Toda otra restricción de tiempo son blandas (soft).

13. Características de los sistemas
embebidos
 Son sinónimos Embedded y Real-Time
 La mayoría de los
sistemas embebidos
son real-time
 La mayoría de
los sistemas de
tiempo real
son embebidos
Embebidos
Embebidos
Tiempo Real
Tiempo real

14. Características de los sistemas
embebidos
Están conectados a ambientes físicos a
través de sensores y actuadores

15. Características de los sistemas
embebidos
Son sistemas hibridos
(partes análogas + digitales).

16. Características de los sistemas
embebidos
• Típicamente son sistemas reactivos:
“Un sistema reactivo es uno que está en interacción
continua con su ambiente y su ejecución es a un
ritmo determinado por ese ambiente” [Bergé, 1995]

17. Herramientas de diseño de SE
de control (Software)
VHDL

18. Herramientas de diseño de SE
de control (Hardware)
AVR PLC - GSM
Multimedia Microchip
PIC32

19. Diseño de sistemas embebidos de
control
Problema
Conservar recursos

20. Diseño de sistemas embebidos de
control
Tubería
Válvulas
ServomotoresSensores
HW/SW Emebebido

21. Diseño de sistemas embebidos de
control
Interface
Tx-Matlab
dbl-click to open
Graphical interface
UART 1 Config
Baud: 38400 (+1.73%)
Bytes / Step:
UART Configuration
Pulse
Generator
dsPIC MASTER
30f4011
4.00 MIPS
Master
Digital Output
WRITE
D1
Led de Funcionamiento
Compile for dsPIC
(double-click)
Generate Code
In1 Out1
Filtrado de senal
ADC AN_0
Entrada Analoga
Control de encendido
del dsPIC
In1
Control Servos
temp numAngulo
Control Periferico
Control Fuzzy de Temperatura
Configure Model for
dsPIC Target
(double-click)
Configure Model
for dsPIC
Compiler
Configuration
Configuration
TX_Labview_MATLAB
1
2
Conexion RS232
Digital Input
D3
D4
Boton de encendido
Paro emergencia
In1 Out1
AngleSelector
double
boolean

22. Importancia de los sistemas embebidos

23. Importancia de los sistemas embebidos
Sector automotriz … asegura empleo de más de 4 M
de personas en Europa. Juntos, como 8 M de trabajos
dependen de las ganancias de la industria del
transporte y sectores relacionados [OMI bulletin]
La venta de celulares inteligentes en el mundo
alcanza 428 millones en el primer trimestre del 2011
[http://www.cnnexpansion.com]
La fabricación de vehículos en México alcanzó las
213,329 unidades en mayo de 2011 (aumento de 19.4%)
[http://www.cnnexpansion.com/economia]

24. Importancia de los sistemas embebidos
Curso de Metodología del diseño Mecatrónico
UTE
Webinario: Herramientas de diseño para Mecatrónica
National Instruments

25. Importancia de los sistemas embebidos
programming algorithms computer
organization
math
education
electrical networks
& digital circuits
embedded systems design
LAB
control
systems
DSP machine
vision
real-time
systems
project
group
applications …
Requisitos para el curso de DSE
UTE
Resultados del curso de DSE
UTE

26. Importancia de los sistemas embebidos
Prótesis
Robots Manipuladores

27. Gracias