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LINUXENCAJA: TRANSFERENCIA
TECNOLÓGICA Y DE CONOCIMIENTOS EN EL
    DISEÑO DE SISTEMAS EMBEBIDOS

                        Carlos Iván Camargo Bareño1
                               Andrés Calderón2
                   1 Departamento   de Ingeniería Eléctrica y Electrónica
                                      2 emQbit   LTDA.


                                    June 21, 2011



Carlos Camargo (UNAL)        TT en Diseño de Sistemas Embebidos             June 21, 2011   1 / 20
1   Introducción


2   Situación Colombiana


3   ¿Por qué TT en Diseño de Sistemas Embebidos (SE)?


4   Objetivos


5   Metodología Propuesta




    Carlos Camargo (UNAL)   TT en Diseño de Sistemas Embebidos   June 21, 2011   2 / 20
Introducción        Intro


Tecnología: Definición

 ENTRADA                                                                                    SALIDA: Satisfación de
                     - Materiales                                                           necesidades humanas
                     - Capital y
         Físico        herramientas                                                          ●   Bienes y servicios
                     - Fuerza laboral                Actividades de                          ●   Procesos
                                                     transformación
                  - Conocimiento                                                             ●   Sistemas de producción
         Racional - Creatividad
                  - Innovación




       Techno-ware                         Human-ware                               Info-ware                            Org-ware
                                                                       Es el componente principal de la
 ●Habilidad de transformación      Habilidades, conocimiento           tecnología. Información utilizada por    Involucra actividades como
 ●Información: Documentación       experimental, experiencia,          Humanware para manejar technoware.       administración, manejo de recursos
  sobre el proceso de              creatividad.                        Puede hacer referencia a propiedad       y mercadeo.
  transformación                                                       Intelectual u otro tipo de protección.




                                                                                                                                     Fuente Atlas Tech Pag 25-39
                   Culturales           Sociales          Políticas             Económicas                Administrativas



     Carlos Camargo (UNAL)                         TT en Diseño de Sistemas Embebidos                                        June 21, 2011           3 / 20
Introducción   Intro


Transferencia Tecnológica




  Odedra [?]: La transferencia tecnológica se considera exitosa
  cuando los receptores de la tecnología asimilan estos
  conceptos para suplir sus necesidades locales.




  Carlos Camargo (UNAL)   TT en Diseño de Sistemas Embebidos   June 21, 2011   4 / 20
Introducción   Intro


Transferencia Tecnológica




  Odedra [?]: La transferencia tecnológica se considera exitosa
  cuando los receptores de la tecnología asimilan estos
  conceptos para suplir sus necesidades locales.
  Jolly [?]: El conocimiento es lo que queda al final de un proceso
  documentado y difundido de forma apropiada. Para que la
  transferencia tecnológica sea exitosa es necesario transferir
  los componentes de la tecnología.




  Carlos Camargo (UNAL)   TT en Diseño de Sistemas Embebidos   June 21, 2011   4 / 20
Introducción   Canales de Transferencia


Canales para la TT


                                        MATERIAL
                                    ●   Adquisición de equipo
                                    ●   Inversión extranjera


                                     DISEÑO                                Utilización
                Fuente de                                                       del
               conocimiento
                                    ●Licenciamiento
                                    ●Asistencia técnica                   conocimiento

                                    CAPACIDADES
                                ●   Educación y entrenamiento




                                         Abierta/Cerrada




  Carlos Camargo (UNAL)       TT en Diseño de Sistemas Embebidos                    June 21, 2011   5 / 20
Situación Colombiana


Situación Colombiana [?]


  Según el ministerio de educación en el país existen 297 programas
  relacionados con la electrónica.
  Según ASESEL en el 2001 existían 154 empresas productoras de
  componentes y equipos de la cadena electrónica.
     76% usa tecnología de los 80 o anterior
  Las empresas no adquieren el conocimiento necesario para
  innovar; se limitan a compra de equipo.
  Principal problema: tecnología de producción desactualizada.
  Según el DNP, DDE, basados en información del DANE y la DIAN,
  las importaciones son 64 veces mayores que las exportaciones.




  Carlos Camargo (UNAL)       TT en Diseño de Sistemas Embebidos   June 21, 2011   6 / 20
Situación Colombiana   Causas del Atraso


Causas del Atraso



  Deficientes relaciones universidad - empresa.
  Pobre enfoque académico hacia la industria.
  Baja calidad de los productos nacionales.
  Falta de políticas gubernamentales.
  Falta de cultura de investigación y reducida apropiación tecnológica.
  Atraso tecnológico y limitado recurso humano con formación
  adecuada.




  Carlos Camargo (UNAL)       TT en Diseño de Sistemas Embebidos     June 21, 2011   7 / 20
Situación Colombiana   Causas del Atraso


Inversión en I+D




           Fuente: Educación Superior en Iberoamérica 2007



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Situación Colombiana   Obstáculos para la Transferencia


Obstáculos para la Transferencia [?]



  Falta de facilidades en educación y en capacitación.
  La resistencia o el desconocimiento a la tecnología.
  La transferencia es efectiva solo si la economía en la cual es
  introducida es capaz de utilizarla
  Falta de personal disponible y dispuesto a absorber el know-how
  asociado a la tecnología.
  Falta de políticas claras en la Tecnología de la información.
  Competencia de países asiáticos.




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Situación Colombiana   Recomendaciones a la Academia


Recomendaciones para la academia

  Actualización curricular.
     Mejorar las competencias y habilidades generales de los ingenieros.
     Maestrías y doctorados nacionales conectados con el sector
     productivo.
     Difusión de conocimientos entre todos los estratos de la población.
  Alianza con la industria
     Desarrollar habilidades y competencias que la empresa requiere.
     Buscar fortalezas en áreas dominadas por las industrias locales.
  Promover y Soportar la Transferencia Tecnológica.
     Investigación aplicada orientada a mejorar la productividad
     empresarial.
     Impulsar la actualización tecnológica desarrollando proyectos con una
     posible transferencia de tecnología.
  Búsqueda de financiación para investigación y desarrollo

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¿Por qué TT en Diseño de Sistemas Embebidos (SE)?                 Sistemas Embebidos: Aplicaciones


¿Por qué Sistemas Embebidos?

                                                      Consumer Electronics
                                                   Music players, digital cameras,
                        Automation                   DVD players, set-top boxes,
                   Copier, Fax machines,                                                    Medical Electronics
                                                         PDAs, videogames,                   Patient monitoring,
                     printers, scanners,           GPS receivers, home appliances
                multi-function peripherals,                                                   surgical systems,
                   point of sale terminals,                                                diagnostic equipment,
                storage devices, smartcards                                            imaging, electronic stethoscopes



                Telecom / Datacom                                                            Remote Automation
            Routers, switches, bridges,                                                       Building automation
          cellular phones, smart devices,                   Embedded                        e.g. heating, ventilation,
               networking gateways                           Systems                        air-conditioning (HVAC),
                                                                                         home automation, utility meters


                  Military / Aerospace
                 Satellite systems, radar,
                    sonar, navigation,                                                    Industrial Controls
                    weather systems,                                                         Smart sensors,
                 flight control systems,                                               special purpose controllers,
                                                    Automotive Electronics
             aircraft management systems                                              networking, process controls
                                                     Electronic control units
                                                 used in chassis, body electronics,
                                                       security, power train,
                                                    in-vehicle entertainment,
                                                    and infotainment systems


                                   Fuente: TATA Consultancy Services

  Carlos Camargo (UNAL)                      TT en Diseño de Sistemas Embebidos                                June 21, 2011   11 / 20
¿Por qué TT en Diseño de Sistemas Embebidos (SE)?   Sistemas Embebidos: Mercado


Sistemas Embebidos: Mercado




  Carlos Camargo (UNAL)             TT en Diseño de Sistemas Embebidos               June 21, 2011   12 / 20
Objetivos


Objetivos




Objetivo Principal
Desarrollar una metodología para la transferencia tecnológica y de
conocimientos en el diseño de Sistemas Embebidos y de esta forma
contribuir a dar solución al problema del atraso tecnológico en
Colombia.




   Carlos Camargo (UNAL)   TT en Diseño de Sistemas Embebidos   June 21, 2011   13 / 20
Objetivos


Objetivos



Objetivos Específicos: Asimilación de conocimientos
  Formulación/adaptación y aplicación de una metodología para la
  transferencia tecnológica y de conocimientos en el área de diseño y
  fabricación de Sistemas Embebidos en Colombia que permita generar
  cambios globales a partir de interacciones locales.
  Formulación o adaptación de una metodología de diseño y producción
  para sistemas embebidos aplicable en el entorno local y su respectiva
  aplicación y validación en un programa académico de un centro de
  formación superior consolidado y en una empresa de base tecnológica.




   Carlos Camargo (UNAL)   TT en Diseño de Sistemas Embebidos   June 21, 2011   13 / 20
Objetivos


Objetivos


Objetivos Específicos: Creación de habilidades
  Identificación de las habilidades requeridas por los profesionales en
  ingeniería electrónica para estar acorde con la tendencia de la
  industria electrónica mundial. Creación de un programa académico
  que ayude al refuerzo de estas habilidades en las asignaturas
  relacionadas con el diseño digital.
  Generación de un recurso público basado en el conocimiento
  necesario para diseñar implementar y producir sistemas digitales.
  Creación de herramientas de difusión que permitan el acceso de
  este recurso a cualquier sector de la sociedad que esté interesado.




   Carlos Camargo (UNAL)   TT en Diseño de Sistemas Embebidos   June 21, 2011   13 / 20
Metodología Propuesta


          Necesidades, Personal, Conocimientos

                                                      Empresa
                                       Transferencia de conocimiento.                      Necesidades
                                          Procesos de fabricación.                            de la
 Comunidad linuxencaja                                                                      sociedad
                                          Metodologías de diseño.
        Vigilancia                     Diseños de referencia.
         Elección
       Adquisición                      Pasantías.                 Creación.
                                        Servicios.                 Soporte.
       Adaptación                       Regalías.                  Capacitación.
        Absorción                       Necesidades.               Personal.

        Aplicación                                     Academia
                                       Actualización de programas académicos.
         Difusión
                                       Generación de habilidades.
Investigación Universitaria
                                       Creación de industria.
                                       Actualización de programas académicos.
                                       Creación/adaptación de metodologías
                                       /procesos de diseño.

         Necesidades, Personal, Conocimientos
     Carlos Camargo (UNAL)         TT en Diseño de Sistemas Embebidos              June 21, 2011   14 / 20
Metodología Propuesta   Vigilancia




  Vigilancia
   Elección
                                                Vigilancia Tecnológica
 Adquisición
                        Detectar tecnologías emergentes.
  Adaptación
                        Dinámica de la tecnología (obsolescencia).
  Absorción
                        Soluciones tecnológicas disponibles
  Aplicación
   Difusión




Carlos Camargo (UNAL)        TT en Diseño de Sistemas Embebidos          June 21, 2011   15 / 20
Metodología Propuesta   Elección




Vigilancia                                       Elección
 Elección     Evaluación del estado de la plataforma tecnológica existente para
Adquisición   identificar facilidades y necesidades.
Adaptación    Encontrar una tecnología que pueda ser implementada con el
              estado actual de la plataforma tecnológica.
Absorción
              Identificar los niveles de complejidad, para determinar una
Aplicación    alternativa que pueda implementarse y de resultados a mediano y
              corto plazo con no muy altas inversiones de capital.
 Difusión
Metodología Propuesta   Elección


                                                             Elección




  Vigilancia
   Elección
 Adquisición
  Adaptación
  Absorción
  Aplicación
   Difusión



                        Figure: Comparación de costos entre FPGAs, arreglos de
                        compuertas y ASICs basado en celdas estándar, Fuente:
                        Application-Specific Integrated Circuits, MJS Smith


Carlos Camargo (UNAL)          TT en Diseño de Sistemas Embebidos       June 21, 2011   16 / 20
Metodología Propuesta   Adquisición




                                            Adquisición
Vigilancia
 Elección     Adquisición de equipos que utilicen la tecnología que se desea
              transferir.
Adquisición
              Fácil adquisición.
Adaptación
                 Existen aplicaciones en gran parte de las actividades humanas.
Absorción        No es necesario firmar acuerdos con países o con grandes
                 industrias.
Aplicación
              Adquisición de plataformas de desarrollo hardware y software
 Difusión
              Identificación de herramientas de desarrollo.
Metodología Propuesta   Adquisición

                                              Adquisición




Vigilancia
 Elección
Adquisición
Adaptación
Absorción
Aplicación
 Difusión




              Figure: Comparación del uso de sistemas operativos Fuente:
              Venture Development Corp
Metodología Propuesta   Adquisición




                                                        Adquisición




  Vigilancia
   Elección
 Adquisición
  Adaptación
  Absorción
  Aplicación
   Difusión

                        Figure: Plataformas adquiridas para el estudio de los
                        sistemas emebebidos




Carlos Camargo (UNAL)          TT en Diseño de Sistemas Embebidos     June 21, 2011   17 / 20
Metodología Propuesta   Adaptación




                                            Adaptación
Vigilancia
              Se presenta cuando la sociedad encuentra posible y deseable
 Elección     realizar cambios para involucrar usos particulares de la tecnología.
Adquisición   Metodología para el estudio gradual de la tecnología
Adaptación       Adquisición de un dispositivo comercial.
                 Aplicar ingeniería inversa para identificar su arquitectura y
Absorción        forma de programación.
Aplicación       Generación de aplicaciones similares a la original.
                 Diseño y construcción local.
 Difusión        Transmisión de conocimientos a la academia y a la industria.
                 Documentación del proceso a todo sector de la sociedad.
Metodología Propuesta         Adaptación




                    Adaptación: Arquitectura de un Sistema Embebido
Vigilancia
 Elección                         UART
                                                                      EBI
                                                     Control BUS                NAND/NOR
Adquisición                       GPIO                                            Flash
                  Secure
Adaptación        Digital                                                        SDRAM
                                      SD                                        DDR/DDR2
Absorción                                               CPU
                                      PLL            (ARM, MIPS)
                    -||-                                             ROM
Aplicación         OSC
                                                   I-Cache D-Cache
                                 TIMER
                                                         MMU
 Difusión                                                              JTAG
                                                         ICE
                                                                     Boundary
Metodología Propuesta   Adaptación




                            Adaptación: Flujo de diseño Software




Vigilancia
 Elección
Adquisición
Adaptación
Absorción
Aplicación
 Difusión
Metodología Propuesta                  Adaptación




                                 Adaptación: Flujo de Diseño Hardware

Vigilancia
                                                                                                          SIE
 Elección
Adquisición                 Restricciones



Adaptación                                                                            LCD
              Archivos de                Síntesis:
              diseño                 Xilinx webpack                             EBI
Absorción
                                      Simulación
                                                                   NAND FLASH    Procesador          FPGA
Aplicación     TestBench
                                        ICARUS                                     JZ4725          Spartan 3E
                                            GHDL
 Difusión                                                                                   GPIO   JTAG

                                                                                USB
                                                   PC
Metodología Propuesta                     Adaptación



                                 Adaptación: Flujo de Diseño SoC (softcore))


                                            Encabezados
                                            de librerías                                        Encabezado ELF
                                                                              Librerías               .text
                                                                                                                     objcopy          .text
                                                                                                     .rodata
                                                                                                                                     .rodata
Vigilancia    Código fuente
                                 Compilador
                                   GCC
                                                                        Enlazador
                                                                         LD, GCC
                                                                                                      .data
                                                                                                       ...                            .data
              (ensamblador, C)
                                                                                                                               Instrucciones .bin
                                                      objetos                                         .bss
 Elección                                                                                            .debug
                                                        Script de enlazado:
                                                        Localización de las                     Ejecutable - ELF
Adquisición                                             memorias


Adaptación
                                                 Maestro 0                          Esclavo 0
                                                 Datos                                                RAM
Absorción                                       Maestro 1
                                                Instrucciones
                                                                                                   BOOT RAM
Aplicación                       lm32_cpu
                                                                                    Esclavo 1          .text
                                                Interrupciones
                                                                                                      .rodata
 Difusión                                                         Interconexión                        .data
                                                                      del bus
                                                                                                Instrucciones .bin
                                                                    wishbone

                                                                                    Esclavo 2
                                                                                                      UART                             Desarrollo software

                                                                                                                                       Desarrollo hardware
                                                                                    Esclavo 3
                            SoC                                                                      GPIOs
                            Código fuente HDL
                            (Verilog)
Metodología Propuesta      Adaptación




                            Adaptación: Conocimientos adquiridos
Vigilancia
 Elección
              Plataforma    Herramientas de desarrollo   Programación         Sistema Operativo y Aplica-
                                                                              ciones
Adquisición   Game Boy      ARM GNU toolchian            Puerto serie         eCos, implementación de per-
                                                                              iféricos en FPGAs.
Adaptación    Zaurus        ARM GNU toolchian            Puerto serie         Linux 2.4, sistema de archivos,
                                                                              QT.
              iPAQ H3600    ARM GNU toolchian            Puerto serie         Linux 2.4, Buildroot, QT.
Absorción     Chumby        ARM GNU toolchian            Puerto serie         Linux 2.6, u-boot, OpenEmbed-
                                                                              ded, QT, flash.
Aplicación    Ainol V2000   MIPS - ELF GNU toolchian     Puerto serie         Linux 2.6, openwrt, QT.
              SUNGALE DPF   MIPS - ELF GNU toolchian     Puerto serie         Linux 2.6, openwrt, QT.
 Difusión     B&N NOOK      ARM GNU toolchian            Puerto JTAG, serie   Linux 2.6, Android Dalvik (VM).
Metodología Propuesta   Adaptación


                                        Adaptación: Metodología de diseño




  Vigilancia
   Elección
 Adquisición                                                          Particionamiento
                                                                      y mapeo


  Adaptación
                                                                      Verificación formal
  Absorción                                                           Análisis



  Aplicación
   Difusión




Carlos Camargo (UNAL)        TT en Diseño de Sistemas Embebidos       June 21, 2011         18 / 20
Metodología Propuesta   Absorción


                                             Absorción
              La absorción es la capacidad del receptor para absorber
              tecnología de un sector y la asimilación es la capacidad de
              asimilar (analizar, procesar, interpretar y entender) y utilizarla en
              otro sector

Vigilancia    Se deben generar dos tipos de habilidades para soportar la
              tecnología:
 Elección
                  Técnicas: hardware, sistemas operativos, redes, tecnologías de
Adquisición       la comunicación, aplicaciones SW.
Adaptación        Humanas: Habilidades y conocimientos necesarios para
                  desarrollar, mantener, manipular, adaptar al entorno local y
Absorción         futuro desarrollo.
Aplicación    Mecanismos de aprendizaje para operar y cambiar la nueva
 Difusión     tecnología;
                  Banco de proyectos que pueden ser utilizados como base de
                  futuros desarrollos.
                  Cursos para la enseñanza de metodologías de diseño y
                  procesos de fabricación.
              Metodologías de diseño y procesos de fabricación para generación
              de productos propios.
Metodología Propuesta                    Absorción




                                          Absorción: Plataforma ECB_ARM7

Vigilancia
 Elección
Adquisición
Adaptación
                RS232
Absorción     Level shifter
                                UART

                                          Control BUS
                                GPIO                                 NAND/NOR
                                                                       Flash
Aplicación                    Watch Dog
                                                            EBI
                                                                      SDRAM
                                                                     DDR/DDR2
                                            CPU
                   -||-                     ARM7            RAM
                               CLOCK
 Difusión         OSC
                                             ICE
                               TIMER
                                                            JTAG        FTDI
                                                          Boundary   JTAG CTRL
Metodología Propuesta                               Absorción




                                                  Absorción: Plataforma Xport


                                                GBA CARTRIDGE CONNECTOR




                                                    AD0..AD15



                                                                    A0..A7




                                                                             CS2
                                                                             IRQ
                                                                             WR
                                                                             PHI


                                                                             CS
                                                                             RD
Vigilancia
 Elección
                                                                             A0..A7
                                                                             ADO..AD15
Adquisición                                  AD8..AD15
                                             FD8..FD15
                                                                FDO..FD7
                               FDO..FD15                                     DO(DIN)..D7
                              CE, OE, WE
Adaptación                           BYTE#
                                                                             FCE, FOE, FWE

                                A1..A21                                      FA0..FA20
                      Flash         A0

Absorción
Aplicación                             A0
                                 A1..A19
                                     F OE
                                  DONE                                       DONE, BYTE#
                                  PRGM                                       PRGM
              JTAG




 Difusión                         CCLK                                       CCLK
              Port




                                     #FPW                                    #WRITE, CS
                                  #FPINIT                                    #INIT
                                CPD(1:0)
                                CPDir
                                CPRes
                     CPLD
                                Cpstrb

                                CPD(3:0)                                     CPD(3:0)
                                CPDir                                        CPDir
                                CPRes                                        CPRes
                                Cpstrb                                       Cpstrb
                                CPred                                        CPred           FPGA
                     Parallel Port
Metodología Propuesta   Absorción




                            Absorción: Plataforma ECB_AT91_V1

Vigilancia
 Elección
Adquisición
Adaptación
Absorción
Aplicación
 Difusión
Metodología Propuesta   Absorción




                            Absorción: Plataforma ECB_AT91_V2




Vigilancia
 Elección
Adquisición
Adaptación
Absorción
Aplicación
 Difusión
Metodología Propuesta   Absorción
                                 Absorción: Plataforma ECBOT




Vigilancia
 Elección
Adquisición
Adaptación
Absorción
Aplicación
 Difusión
Metodología Propuesta             Absorción



                              Absorción: Plataforma ECB_BF532

                                  RS232
                                                  UART
                                Level shifter
                                                            Control BUS
                                                   PPI                               NAND/NOR
                                                                                       Flash
                                                                            EBI
                                                  SSP                                 SDRAM
                                                                                     DDR/DDR2
                                                               CPU
                                     -||-                     Blackfin      RAM
                                                   PLL
                                    OSC

Vigilancia                                        TIMER
                                                                ICE

                                                                            JTAG        FTDI
                                    SPI                                   Boundary   JTAG CTRL
                                                   SPI
                                  EEPROM
 Elección
Adquisición
Adaptación
Absorción
Aplicación
 Difusión
Metodología Propuesta     Absorción



                                      Absorción: Plataforma SIE




Vigilancia
 Elección
Adquisición
Adaptación
Absorción
Aplicación
 Difusión
Metodología Propuesta         Absorción




Vigilancia
 Elección                           Absorción: Resúmen plataformas
Adquisición
              Plataforma     CPU            Capas   Montaje               Cant.   OS        Usuario
              ECB_ARM7       ARM7,33M       2       local Manual.         2       eCos      UN
Adaptación    UN_UIS_XPORT   ARM7,50M       2       local Manual.         2       eCos      UN, UIS
              ECB_AT91_V1    ARM920,180M    2       local Manual/Autom.   100     Linux     UN, UIS, ULA, ENAP, UDFJC, USTA
              ECB_AT91_V2    ARM920 180M    4       local Manual.         30      Linux     UN, UIS, ULA, ENAP, UDFJC
Absorción     ECBOT          ARM920 180M    4       local Manual.         20      Linux     UN, UIS
              ECB_BF532      Blackfin 400M   4       local Manual.         5       uCLinux   UN
Aplicación    SIE            MIPS32 300M    2       externo Autom.        80      Linux     UN, UIS, ULA, ECI


 Difusión
Metodología Propuesta              Absorción


                        Absorción: Proceso de Fabricación de PCBs

                                                      Elaboración del esquemático




                                                       SI   Esquemáticos            NO
                                                                OK ?




Vigilancia                                                  Elaboración de la
                                                       lista de materiales (BOM)

 Elección
                                                       Búsqueda, cotización y
                                                       compra de componentes
Adquisición
                                                        Formulación de criterios
                                                            para el ruteo
Adaptación
                         Montaje manual                                                  Montaje automatizado
                                                             Place & Route
Absorción
                                                                                           Generación del archivo
Aplicación                  Montaje manual             SI
                                                                                    NO
                                                                                         para montaje automático (AI)
                                                                Layout
                                                                 OK ?

 Difusión                  Verificación visual                                             Realización del Stencil.



                                                       Generación y verificación
                                                         de archivos gerber                  Montaje automático



                                                       Fabricación y verificación
                                                               del PCB                     Inspección de Rayos-X




                                                            Plan de pruebas
Metodología Propuesta          Absorción




                                      Absorción: Flujo de ingeniería inversa


                                                                             Diseño, implementación y prueba
                                        Adquirir un dispositivo comercial
                                                                              de la placa de circuito impreso
                                              que utilice este SoC
                                                                               optimizada para la aplicación
                                                                                        (prototipo)


  Vigilancia                                Compilar la cadena de
                                            Herramientas GNU para             Adaptación de las aplicaciones
                                               La CPU del SoC               software generadas anteriormente.
   Elección
                                         Aplicar ingeniería inversa para
 Adquisición                            detectar formas de programación
                                                  (JTAG, serial)
                                                                            Desarrollo software de la aplicación


  Adaptación
                                          Generación de aplicaciones
                                         que se ejecuten en la memoria
                                                                                Generación de documentos
  Absorción                                     interna del SoC



  Aplicación                               Generación de aplicaciones
                                          que se ejecuten en la memoria
                                        externa del SoC y permitan grabar               Producción
                                            Las memorias no volátiles.
   Difusión
                                           Generación de una apliación
                                          que se ejecuten en la memoria
                                        externa del SoC y permitan grabar
                                            las memorias no volátiles.                  Adquisición


                                                                                       Desarrollo software
                                        Adaptación de un loader (u-boot)
                                           y de un sistema operativo
                                                 (Linux, eCos)
                                                                                       Desarrollo hardware




Carlos Camargo (UNAL)        TT en Diseño de Sistemas Embebidos                                          June 21, 2011   19 / 20
Metodología Propuesta   Aplicación




                                             Aplicación

              Incorporación y aplicación del conocimiento adquirido a:
Vigilancia        La academia (UNAL)
 Elección            Incorporaron metodologías modernas de diseño y
                     fabricación
Adquisición
                     Adaptación a la iniciativa CDIO (Concebir, Diseñar,
Adaptación           Implementar y operar).
Absorción         La industria (emQbit):
                      Evaluar el impacto del uso de esta tecnología en la
Aplicación
                      industria.
 Difusión             Obtener información sobre el estado de la industria
                      electrónica en el país.
                      Detectar los obstáculos que enfrentan nuevas empresas en
                      su ejercicio.
Metodología Propuesta     Aplicación




Vigilancia                            Aplicación: Iniciativa CDIO

 Elección
Adquisición   Educar a los estudiantes para dominar un conocimiento más
              profundo de los fundamentos técnicos.
Adaptación
              Educar a los ingenieros para liderar la creación y operación
Absorción
              de nuevos productos y sistemas.
Aplicación
              Educar futuros investigadores para entender la importancia
 Difusión     estratégica y el valor de su trabajo.
Metodología Propuesta   Aplicación




                     Aplicación: Estructura del plan de estudios CDIO
Vigilancia
 Elección
Adquisición
Adaptación                                         Proceso

Absorción
Aplicación
 Difusión
                        Producto                   Sí mismo   Equipo
Metodología Propuesta         Aplicación




                      Aplicación: Implementación del plan de estudios CDIO


Vigilancia
                                                    RESULTADOS     Que deben saber
 Elección                                          ESPERADOS DEL   o ser capaces de hacer
                                                    APRENDIZAJE    al finalizar el curso?
Adquisición
Adaptación
              Que actividades son
Absorción     apropiadas para los                                                      Como pueden
              estudiantes para                                                         demostrar los
Aplicación    desarrollar las                                                          estudiantes que
              competencias? ACTIVIDADES DE                                             adquirieron los
 Difusión                        ENSEÑANZA Y                       EVALUACIONES        niveles de competencia
                                  APRENDIZAJE                                          deseados?
Metodología Propuesta Aplicación
                  Aptitudes personales, profesionales                              e interpersonales


                                        Competencias de las habilidades CDIO nivel 2 y 3
                                                                                                    Nivel 1
                 APTITUDES PERSONALES Y PROFESIONALES
                                                                                                ED1  ED2      SE
                 Planteamiento y resolución de problemas de ingeniería                                EU
                 1 Identificación y formulación del problema                                           EU
                 2 Modelamiento                                                                       EU
                 3 Solución y recomendación                                                           EU
                 Experimentación y descubrimiento de conocimiento                                      U
                 4 Formulación de hipótesis                                                            U
                 5 Investigación experimental                                                          U
Vigilancia       Pensamiento sistemático                                                              EU
                 6 Pensamiento global                                                                  U
 Elección        7 Surgimiento e interacciones
                 Habilidades y actitudes personales
                                                                                                       U
                                                                                                       U
                 8 Pensamiento creativo                                                              IEU
Adquisición      9 Pensamiento crítico                                                               IEU
                 10 Toma de conciencia de conocimientos propios                                      IEU
Adaptación       11 Curiosidad y aprendizaje permanente Habilidades y actitudes profesionales
                 12 Ética profesional, integridad, responsabilidad
                                                                                                       U
                                                                                                       U
                 13 Comportamiento profesional                                                         U
Absorción        39 Confianza y lealtad                                                               IEU
                                                                                                    Nivel 1
                 HABILIDADES INTERPERSONALES
                                                                                                ED1  ED2      S.E.
Aplicación       Equipo de trabajo                                                                    EU
                 14 Formar grupos efectivos                                                      EU    U       U
 Difusión        15 Equipo de liderazgo                                                          EU    U       U
                 40 Equipo Técnico y Multi-disciplinario                                         EU    U       U
                 Comunicaciones estructuradas                                                         EU
                 16 Estrategia de comunicación                                                   EU    U       U
                 17 Estructura de la comunicación                                                EU    U       U
                 18 Comunicación Escrita                                                         EU    U       U
                 19 Comunicación Electrónica                                                     EU    U       U
                 20 Presentación Oral                                                            EU    U       U
                 Comunicación en Idioma Extranjero                                                     U
                 21 Inglés                                                                             U
                 Comunicaciones Informales: Relacionarse con los demás                                 U
                 41 Preguntar, Escuchar y Dialogar                                               EU    U       U
                 42 Negociación, compromiso y resolución de conflictos                            EU    U       U
                 43 Establecimiento de conexiones                                               IEU    U       U
Metodología Propuesta                   Aplicación
                                              Electrónica Digital 2                                           Electrónica Digital 1
               Sistemas Embebidos
                                                                              Especificación
                                                                               Del sistema




                 Diagramas de Flujo              Diagramas de Flujo               Modelo            Diagramas de Flujo
                                                                                del sistema


                Procesador
                Periféricos                                                                         Diagrama de Bloques
Vigilancia      Librerías                               Procesador              Arquitectura        Camino de datos
                Sistema Operativo                       Periféricos             del sistema         Máquina de control
                Interfaz con la aplicación
 Elección
                                                                                                                Tareas Hardware
Adquisición     Tareas Hardware
                (Periféricos)
                                             Tareas Hardware
                                             (Periféricos)   Particionamiento                  Particionamiento únicamente
                Tareas Software              Tareas Software        SW                                HW
Adaptación      (procesador)                 (procesador)


Absorción
                                                                 Simulación                      Simulación
Aplicación
 Difusión
                Tareas Hardware
                en PLDs                      Tareas SW y HW     Compilación                        Síntesis            PLDs
                Tareas Software              en PLDs
                en SoC



                                                Tarjetas de Desarrollo                                Tarjetas de Desarrollo
                 Tarjetas de desarrollo                                         Prototipado           Para FPGAs
                                                Para FPGAs
                 Hardware propio con
                 FPGAs y SoCs



                                                                                 Pruebas
Metodología Propuesta    Aplicación

                        Habilidades C.D.I.O. Sistemas en el contexto Empresarial, Social y
                                              Ambiental - Innovación

                                                                                             Nivel 1
                          HABILIDADES CDIO
                                                                                       ED1    ED2      S.E.
                          Contexto Externo, Social, Económico y Ambiental                     IEU
                          22 Rol y responsabilidad de los Ingenieros                          IEU
                          23 Impacto sobre la sociedad y el medio ambiente                    IEU
  Vigilancia              24 Cuestiones y valores actuales                                    IEU
                          44 Sostenibilidad y necesidad de un desarrollo sostenible     IE     IE      IE
   Elección               Empresa y contexto empresarial                                       EU
                          25 Interesados en la empresa, metas y objetivos                       I
 Adquisición              26 Espíritu Empresarial Técnico                                       I
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                          Concepción y Administración de Sistemas en Ingeniería.              IEU
  Absorción               28 Entender las necesidades y establecer las metas           IEU     EU       U
                          29 Definir la función, concepto y arquitectura                IEU     EU       U
  Aplicación
                          Diseño                                                              IEU
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                          32 Utilización de conocimiento científico en el diseño        IEU     EU       U
                          33 Diseño específico                                          IEU     EU       U
                          34 Diseño multi-disciplinario                                  I      E       U
                          Implementación                                                       EU
                          35 Proceso de fabricación Hardware                           IEU     EU       U
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Carlos Camargo (UNAL)           TT en Diseño de Sistemas Embebidos                    June 21, 2011     20 / 20

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  • 1. LINUXENCAJA: TRANSFERENCIA TECNOLÓGICA Y DE CONOCIMIENTOS EN EL DISEÑO DE SISTEMAS EMBEBIDOS Carlos Iván Camargo Bareño1 Andrés Calderón2 1 Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica 2 emQbit LTDA. June 21, 2011 Carlos Camargo (UNAL) TT en Diseño de Sistemas Embebidos June 21, 2011 1 / 20
  • 2. 1 Introducción 2 Situación Colombiana 3 ¿Por qué TT en Diseño de Sistemas Embebidos (SE)? 4 Objetivos 5 Metodología Propuesta Carlos Camargo (UNAL) TT en Diseño de Sistemas Embebidos June 21, 2011 2 / 20
  • 3. Introducción Intro Tecnología: Definición ENTRADA SALIDA: Satisfación de - Materiales necesidades humanas - Capital y Físico herramientas ● Bienes y servicios - Fuerza laboral Actividades de ● Procesos transformación - Conocimiento ● Sistemas de producción Racional - Creatividad - Innovación Techno-ware Human-ware Info-ware Org-ware Es el componente principal de la ●Habilidad de transformación Habilidades, conocimiento tecnología. Información utilizada por Involucra actividades como ●Información: Documentación experimental, experiencia, Humanware para manejar technoware. administración, manejo de recursos sobre el proceso de creatividad. Puede hacer referencia a propiedad y mercadeo. transformación Intelectual u otro tipo de protección. Fuente Atlas Tech Pag 25-39 Culturales Sociales Políticas Económicas Administrativas Carlos Camargo (UNAL) TT en Diseño de Sistemas Embebidos June 21, 2011 3 / 20
  • 4. Introducción Intro Transferencia Tecnológica Odedra [?]: La transferencia tecnológica se considera exitosa cuando los receptores de la tecnología asimilan estos conceptos para suplir sus necesidades locales. Carlos Camargo (UNAL) TT en Diseño de Sistemas Embebidos June 21, 2011 4 / 20
  • 5. Introducción Intro Transferencia Tecnológica Odedra [?]: La transferencia tecnológica se considera exitosa cuando los receptores de la tecnología asimilan estos conceptos para suplir sus necesidades locales. Jolly [?]: El conocimiento es lo que queda al final de un proceso documentado y difundido de forma apropiada. Para que la transferencia tecnológica sea exitosa es necesario transferir los componentes de la tecnología. Carlos Camargo (UNAL) TT en Diseño de Sistemas Embebidos June 21, 2011 4 / 20
  • 6. Introducción Canales de Transferencia Canales para la TT MATERIAL ● Adquisición de equipo ● Inversión extranjera DISEÑO Utilización Fuente de del conocimiento ●Licenciamiento ●Asistencia técnica conocimiento CAPACIDADES ● Educación y entrenamiento Abierta/Cerrada Carlos Camargo (UNAL) TT en Diseño de Sistemas Embebidos June 21, 2011 5 / 20
  • 7. Situación Colombiana Situación Colombiana [?] Según el ministerio de educación en el país existen 297 programas relacionados con la electrónica. Según ASESEL en el 2001 existían 154 empresas productoras de componentes y equipos de la cadena electrónica. 76% usa tecnología de los 80 o anterior Las empresas no adquieren el conocimiento necesario para innovar; se limitan a compra de equipo. Principal problema: tecnología de producción desactualizada. Según el DNP, DDE, basados en información del DANE y la DIAN, las importaciones son 64 veces mayores que las exportaciones. Carlos Camargo (UNAL) TT en Diseño de Sistemas Embebidos June 21, 2011 6 / 20
  • 8. Situación Colombiana Causas del Atraso Causas del Atraso Deficientes relaciones universidad - empresa. Pobre enfoque académico hacia la industria. Baja calidad de los productos nacionales. Falta de políticas gubernamentales. Falta de cultura de investigación y reducida apropiación tecnológica. Atraso tecnológico y limitado recurso humano con formación adecuada. Carlos Camargo (UNAL) TT en Diseño de Sistemas Embebidos June 21, 2011 7 / 20
  • 9. Situación Colombiana Causas del Atraso Inversión en I+D Fuente: Educación Superior en Iberoamérica 2007 Carlos Camargo (UNAL) TT en Diseño de Sistemas Embebidos June 21, 2011 8 / 20
  • 10. Situación Colombiana Obstáculos para la Transferencia Obstáculos para la Transferencia [?] Falta de facilidades en educación y en capacitación. La resistencia o el desconocimiento a la tecnología. La transferencia es efectiva solo si la economía en la cual es introducida es capaz de utilizarla Falta de personal disponible y dispuesto a absorber el know-how asociado a la tecnología. Falta de políticas claras en la Tecnología de la información. Competencia de países asiáticos. Carlos Camargo (UNAL) TT en Diseño de Sistemas Embebidos June 21, 2011 9 / 20
  • 11. Situación Colombiana Recomendaciones a la Academia Recomendaciones para la academia Actualización curricular. Mejorar las competencias y habilidades generales de los ingenieros. Maestrías y doctorados nacionales conectados con el sector productivo. Difusión de conocimientos entre todos los estratos de la población. Alianza con la industria Desarrollar habilidades y competencias que la empresa requiere. Buscar fortalezas en áreas dominadas por las industrias locales. Promover y Soportar la Transferencia Tecnológica. Investigación aplicada orientada a mejorar la productividad empresarial. Impulsar la actualización tecnológica desarrollando proyectos con una posible transferencia de tecnología. Búsqueda de financiación para investigación y desarrollo Carlos Camargo (UNAL) TT en Diseño de Sistemas Embebidos June 21, 2011 10 / 20
  • 12. ¿Por qué TT en Diseño de Sistemas Embebidos (SE)? Sistemas Embebidos: Aplicaciones ¿Por qué Sistemas Embebidos? Consumer Electronics Music players, digital cameras, Automation DVD players, set-top boxes, Copier, Fax machines, Medical Electronics PDAs, videogames, Patient monitoring, printers, scanners, GPS receivers, home appliances multi-function peripherals, surgical systems, point of sale terminals, diagnostic equipment, storage devices, smartcards imaging, electronic stethoscopes Telecom / Datacom Remote Automation Routers, switches, bridges, Building automation cellular phones, smart devices, Embedded e.g. heating, ventilation, networking gateways Systems air-conditioning (HVAC), home automation, utility meters Military / Aerospace Satellite systems, radar, sonar, navigation, Industrial Controls weather systems, Smart sensors, flight control systems, special purpose controllers, Automotive Electronics aircraft management systems networking, process controls Electronic control units used in chassis, body electronics, security, power train, in-vehicle entertainment, and infotainment systems Fuente: TATA Consultancy Services Carlos Camargo (UNAL) TT en Diseño de Sistemas Embebidos June 21, 2011 11 / 20
  • 13. ¿Por qué TT en Diseño de Sistemas Embebidos (SE)? Sistemas Embebidos: Mercado Sistemas Embebidos: Mercado Carlos Camargo (UNAL) TT en Diseño de Sistemas Embebidos June 21, 2011 12 / 20
  • 14. Objetivos Objetivos Objetivo Principal Desarrollar una metodología para la transferencia tecnológica y de conocimientos en el diseño de Sistemas Embebidos y de esta forma contribuir a dar solución al problema del atraso tecnológico en Colombia. Carlos Camargo (UNAL) TT en Diseño de Sistemas Embebidos June 21, 2011 13 / 20
  • 15. Objetivos Objetivos Objetivos Específicos: Asimilación de conocimientos Formulación/adaptación y aplicación de una metodología para la transferencia tecnológica y de conocimientos en el área de diseño y fabricación de Sistemas Embebidos en Colombia que permita generar cambios globales a partir de interacciones locales. Formulación o adaptación de una metodología de diseño y producción para sistemas embebidos aplicable en el entorno local y su respectiva aplicación y validación en un programa académico de un centro de formación superior consolidado y en una empresa de base tecnológica. Carlos Camargo (UNAL) TT en Diseño de Sistemas Embebidos June 21, 2011 13 / 20
  • 16. Objetivos Objetivos Objetivos Específicos: Creación de habilidades Identificación de las habilidades requeridas por los profesionales en ingeniería electrónica para estar acorde con la tendencia de la industria electrónica mundial. Creación de un programa académico que ayude al refuerzo de estas habilidades en las asignaturas relacionadas con el diseño digital. Generación de un recurso público basado en el conocimiento necesario para diseñar implementar y producir sistemas digitales. Creación de herramientas de difusión que permitan el acceso de este recurso a cualquier sector de la sociedad que esté interesado. Carlos Camargo (UNAL) TT en Diseño de Sistemas Embebidos June 21, 2011 13 / 20
  • 17. Metodología Propuesta Necesidades, Personal, Conocimientos Empresa Transferencia de conocimiento. Necesidades Procesos de fabricación. de la Comunidad linuxencaja sociedad Metodologías de diseño. Vigilancia Diseños de referencia. Elección Adquisición Pasantías. Creación. Servicios. Soporte. Adaptación Regalías. Capacitación. Absorción Necesidades. Personal. Aplicación Academia Actualización de programas académicos. Difusión Generación de habilidades. Investigación Universitaria Creación de industria. Actualización de programas académicos. Creación/adaptación de metodologías /procesos de diseño. Necesidades, Personal, Conocimientos Carlos Camargo (UNAL) TT en Diseño de Sistemas Embebidos June 21, 2011 14 / 20
  • 18. Metodología Propuesta Vigilancia Vigilancia Elección Vigilancia Tecnológica Adquisición Detectar tecnologías emergentes. Adaptación Dinámica de la tecnología (obsolescencia). Absorción Soluciones tecnológicas disponibles Aplicación Difusión Carlos Camargo (UNAL) TT en Diseño de Sistemas Embebidos June 21, 2011 15 / 20
  • 19. Metodología Propuesta Elección Vigilancia Elección Elección Evaluación del estado de la plataforma tecnológica existente para Adquisición identificar facilidades y necesidades. Adaptación Encontrar una tecnología que pueda ser implementada con el estado actual de la plataforma tecnológica. Absorción Identificar los niveles de complejidad, para determinar una Aplicación alternativa que pueda implementarse y de resultados a mediano y corto plazo con no muy altas inversiones de capital. Difusión
  • 20. Metodología Propuesta Elección Elección Vigilancia Elección Adquisición Adaptación Absorción Aplicación Difusión Figure: Comparación de costos entre FPGAs, arreglos de compuertas y ASICs basado en celdas estándar, Fuente: Application-Specific Integrated Circuits, MJS Smith Carlos Camargo (UNAL) TT en Diseño de Sistemas Embebidos June 21, 2011 16 / 20
  • 21. Metodología Propuesta Adquisición Adquisición Vigilancia Elección Adquisición de equipos que utilicen la tecnología que se desea transferir. Adquisición Fácil adquisición. Adaptación Existen aplicaciones en gran parte de las actividades humanas. Absorción No es necesario firmar acuerdos con países o con grandes industrias. Aplicación Adquisición de plataformas de desarrollo hardware y software Difusión Identificación de herramientas de desarrollo.
  • 22. Metodología Propuesta Adquisición Adquisición Vigilancia Elección Adquisición Adaptación Absorción Aplicación Difusión Figure: Comparación del uso de sistemas operativos Fuente: Venture Development Corp
  • 23. Metodología Propuesta Adquisición Adquisición Vigilancia Elección Adquisición Adaptación Absorción Aplicación Difusión Figure: Plataformas adquiridas para el estudio de los sistemas emebebidos Carlos Camargo (UNAL) TT en Diseño de Sistemas Embebidos June 21, 2011 17 / 20
  • 24. Metodología Propuesta Adaptación Adaptación Vigilancia Se presenta cuando la sociedad encuentra posible y deseable Elección realizar cambios para involucrar usos particulares de la tecnología. Adquisición Metodología para el estudio gradual de la tecnología Adaptación Adquisición de un dispositivo comercial. Aplicar ingeniería inversa para identificar su arquitectura y Absorción forma de programación. Aplicación Generación de aplicaciones similares a la original. Diseño y construcción local. Difusión Transmisión de conocimientos a la academia y a la industria. Documentación del proceso a todo sector de la sociedad.
  • 25. Metodología Propuesta Adaptación Adaptación: Arquitectura de un Sistema Embebido Vigilancia Elección UART EBI Control BUS NAND/NOR Adquisición GPIO Flash Secure Adaptación Digital SDRAM SD DDR/DDR2 Absorción CPU PLL (ARM, MIPS) -||- ROM Aplicación OSC I-Cache D-Cache TIMER MMU Difusión JTAG ICE Boundary
  • 26. Metodología Propuesta Adaptación Adaptación: Flujo de diseño Software Vigilancia Elección Adquisición Adaptación Absorción Aplicación Difusión
  • 27. Metodología Propuesta Adaptación Adaptación: Flujo de Diseño Hardware Vigilancia SIE Elección Adquisición Restricciones Adaptación LCD Archivos de Síntesis: diseño Xilinx webpack EBI Absorción Simulación NAND FLASH Procesador FPGA Aplicación TestBench ICARUS JZ4725 Spartan 3E GHDL Difusión GPIO JTAG USB PC
  • 28. Metodología Propuesta Adaptación Adaptación: Flujo de Diseño SoC (softcore)) Encabezados de librerías Encabezado ELF Librerías .text objcopy .text .rodata .rodata Vigilancia Código fuente Compilador GCC Enlazador LD, GCC .data ... .data (ensamblador, C) Instrucciones .bin objetos .bss Elección .debug Script de enlazado: Localización de las Ejecutable - ELF Adquisición memorias Adaptación Maestro 0 Esclavo 0 Datos RAM Absorción Maestro 1 Instrucciones BOOT RAM Aplicación lm32_cpu Esclavo 1 .text Interrupciones .rodata Difusión Interconexión .data del bus Instrucciones .bin wishbone Esclavo 2 UART Desarrollo software Desarrollo hardware Esclavo 3 SoC GPIOs Código fuente HDL (Verilog)
  • 29. Metodología Propuesta Adaptación Adaptación: Conocimientos adquiridos Vigilancia Elección Plataforma Herramientas de desarrollo Programación Sistema Operativo y Aplica- ciones Adquisición Game Boy ARM GNU toolchian Puerto serie eCos, implementación de per- iféricos en FPGAs. Adaptación Zaurus ARM GNU toolchian Puerto serie Linux 2.4, sistema de archivos, QT. iPAQ H3600 ARM GNU toolchian Puerto serie Linux 2.4, Buildroot, QT. Absorción Chumby ARM GNU toolchian Puerto serie Linux 2.6, u-boot, OpenEmbed- ded, QT, flash. Aplicación Ainol V2000 MIPS - ELF GNU toolchian Puerto serie Linux 2.6, openwrt, QT. SUNGALE DPF MIPS - ELF GNU toolchian Puerto serie Linux 2.6, openwrt, QT. Difusión B&N NOOK ARM GNU toolchian Puerto JTAG, serie Linux 2.6, Android Dalvik (VM).
  • 30. Metodología Propuesta Adaptación Adaptación: Metodología de diseño Vigilancia Elección Adquisición Particionamiento y mapeo Adaptación Verificación formal Absorción Análisis Aplicación Difusión Carlos Camargo (UNAL) TT en Diseño de Sistemas Embebidos June 21, 2011 18 / 20
  • 31. Metodología Propuesta Absorción Absorción La absorción es la capacidad del receptor para absorber tecnología de un sector y la asimilación es la capacidad de asimilar (analizar, procesar, interpretar y entender) y utilizarla en otro sector Vigilancia Se deben generar dos tipos de habilidades para soportar la tecnología: Elección Técnicas: hardware, sistemas operativos, redes, tecnologías de Adquisición la comunicación, aplicaciones SW. Adaptación Humanas: Habilidades y conocimientos necesarios para desarrollar, mantener, manipular, adaptar al entorno local y Absorción futuro desarrollo. Aplicación Mecanismos de aprendizaje para operar y cambiar la nueva Difusión tecnología; Banco de proyectos que pueden ser utilizados como base de futuros desarrollos. Cursos para la enseñanza de metodologías de diseño y procesos de fabricación. Metodologías de diseño y procesos de fabricación para generación de productos propios.
  • 32. Metodología Propuesta Absorción Absorción: Plataforma ECB_ARM7 Vigilancia Elección Adquisición Adaptación RS232 Absorción Level shifter UART Control BUS GPIO NAND/NOR Flash Aplicación Watch Dog EBI SDRAM DDR/DDR2 CPU -||- ARM7 RAM CLOCK Difusión OSC ICE TIMER JTAG FTDI Boundary JTAG CTRL
  • 33. Metodología Propuesta Absorción Absorción: Plataforma Xport GBA CARTRIDGE CONNECTOR AD0..AD15 A0..A7 CS2 IRQ WR PHI CS RD Vigilancia Elección A0..A7 ADO..AD15 Adquisición AD8..AD15 FD8..FD15 FDO..FD7 FDO..FD15 DO(DIN)..D7 CE, OE, WE Adaptación BYTE# FCE, FOE, FWE A1..A21 FA0..FA20 Flash A0 Absorción Aplicación A0 A1..A19 F OE DONE DONE, BYTE# PRGM PRGM JTAG Difusión CCLK CCLK Port #FPW #WRITE, CS #FPINIT #INIT CPD(1:0) CPDir CPRes CPLD Cpstrb CPD(3:0) CPD(3:0) CPDir CPDir CPRes CPRes Cpstrb Cpstrb CPred CPred FPGA Parallel Port
  • 34. Metodología Propuesta Absorción Absorción: Plataforma ECB_AT91_V1 Vigilancia Elección Adquisición Adaptación Absorción Aplicación Difusión
  • 35. Metodología Propuesta Absorción Absorción: Plataforma ECB_AT91_V2 Vigilancia Elección Adquisición Adaptación Absorción Aplicación Difusión
  • 36. Metodología Propuesta Absorción Absorción: Plataforma ECBOT Vigilancia Elección Adquisición Adaptación Absorción Aplicación Difusión
  • 37. Metodología Propuesta Absorción Absorción: Plataforma ECB_BF532 RS232 UART Level shifter Control BUS PPI NAND/NOR Flash EBI SSP SDRAM DDR/DDR2 CPU -||- Blackfin RAM PLL OSC Vigilancia TIMER ICE JTAG FTDI SPI Boundary JTAG CTRL SPI EEPROM Elección Adquisición Adaptación Absorción Aplicación Difusión
  • 38. Metodología Propuesta Absorción Absorción: Plataforma SIE Vigilancia Elección Adquisición Adaptación Absorción Aplicación Difusión
  • 39. Metodología Propuesta Absorción Vigilancia Elección Absorción: Resúmen plataformas Adquisición Plataforma CPU Capas Montaje Cant. OS Usuario ECB_ARM7 ARM7,33M 2 local Manual. 2 eCos UN Adaptación UN_UIS_XPORT ARM7,50M 2 local Manual. 2 eCos UN, UIS ECB_AT91_V1 ARM920,180M 2 local Manual/Autom. 100 Linux UN, UIS, ULA, ENAP, UDFJC, USTA ECB_AT91_V2 ARM920 180M 4 local Manual. 30 Linux UN, UIS, ULA, ENAP, UDFJC Absorción ECBOT ARM920 180M 4 local Manual. 20 Linux UN, UIS ECB_BF532 Blackfin 400M 4 local Manual. 5 uCLinux UN Aplicación SIE MIPS32 300M 2 externo Autom. 80 Linux UN, UIS, ULA, ECI Difusión
  • 40. Metodología Propuesta Absorción Absorción: Proceso de Fabricación de PCBs Elaboración del esquemático SI Esquemáticos NO OK ? Vigilancia Elaboración de la lista de materiales (BOM) Elección Búsqueda, cotización y compra de componentes Adquisición Formulación de criterios para el ruteo Adaptación Montaje manual Montaje automatizado Place & Route Absorción Generación del archivo Aplicación Montaje manual SI NO para montaje automático (AI) Layout OK ? Difusión Verificación visual Realización del Stencil. Generación y verificación de archivos gerber Montaje automático Fabricación y verificación del PCB Inspección de Rayos-X Plan de pruebas
  • 41. Metodología Propuesta Absorción Absorción: Flujo de ingeniería inversa Diseño, implementación y prueba Adquirir un dispositivo comercial de la placa de circuito impreso que utilice este SoC optimizada para la aplicación (prototipo) Vigilancia Compilar la cadena de Herramientas GNU para Adaptación de las aplicaciones La CPU del SoC software generadas anteriormente. Elección Aplicar ingeniería inversa para Adquisición detectar formas de programación (JTAG, serial) Desarrollo software de la aplicación Adaptación Generación de aplicaciones que se ejecuten en la memoria Generación de documentos Absorción interna del SoC Aplicación Generación de aplicaciones que se ejecuten en la memoria externa del SoC y permitan grabar Producción Las memorias no volátiles. Difusión Generación de una apliación que se ejecuten en la memoria externa del SoC y permitan grabar las memorias no volátiles. Adquisición Desarrollo software Adaptación de un loader (u-boot) y de un sistema operativo (Linux, eCos) Desarrollo hardware Carlos Camargo (UNAL) TT en Diseño de Sistemas Embebidos June 21, 2011 19 / 20
  • 42. Metodología Propuesta Aplicación Aplicación Incorporación y aplicación del conocimiento adquirido a: Vigilancia La academia (UNAL) Elección Incorporaron metodologías modernas de diseño y fabricación Adquisición Adaptación a la iniciativa CDIO (Concebir, Diseñar, Adaptación Implementar y operar). Absorción La industria (emQbit): Evaluar el impacto del uso de esta tecnología en la Aplicación industria. Difusión Obtener información sobre el estado de la industria electrónica en el país. Detectar los obstáculos que enfrentan nuevas empresas en su ejercicio.
  • 43. Metodología Propuesta Aplicación Vigilancia Aplicación: Iniciativa CDIO Elección Adquisición Educar a los estudiantes para dominar un conocimiento más profundo de los fundamentos técnicos. Adaptación Educar a los ingenieros para liderar la creación y operación Absorción de nuevos productos y sistemas. Aplicación Educar futuros investigadores para entender la importancia Difusión estratégica y el valor de su trabajo.
  • 44. Metodología Propuesta Aplicación Aplicación: Estructura del plan de estudios CDIO Vigilancia Elección Adquisición Adaptación Proceso Absorción Aplicación Difusión Producto Sí mismo Equipo
  • 45. Metodología Propuesta Aplicación Aplicación: Implementación del plan de estudios CDIO Vigilancia RESULTADOS Que deben saber Elección ESPERADOS DEL o ser capaces de hacer APRENDIZAJE al finalizar el curso? Adquisición Adaptación Que actividades son Absorción apropiadas para los Como pueden estudiantes para demostrar los Aplicación desarrollar las estudiantes que competencias? ACTIVIDADES DE adquirieron los Difusión ENSEÑANZA Y EVALUACIONES niveles de competencia APRENDIZAJE deseados?
  • 46. Metodología Propuesta Aplicación Aptitudes personales, profesionales e interpersonales Competencias de las habilidades CDIO nivel 2 y 3 Nivel 1 APTITUDES PERSONALES Y PROFESIONALES ED1 ED2 SE Planteamiento y resolución de problemas de ingeniería EU 1 Identificación y formulación del problema EU 2 Modelamiento EU 3 Solución y recomendación EU Experimentación y descubrimiento de conocimiento U 4 Formulación de hipótesis U 5 Investigación experimental U Vigilancia Pensamiento sistemático EU 6 Pensamiento global U Elección 7 Surgimiento e interacciones Habilidades y actitudes personales U U 8 Pensamiento creativo IEU Adquisición 9 Pensamiento crítico IEU 10 Toma de conciencia de conocimientos propios IEU Adaptación 11 Curiosidad y aprendizaje permanente Habilidades y actitudes profesionales 12 Ética profesional, integridad, responsabilidad U U 13 Comportamiento profesional U Absorción 39 Confianza y lealtad IEU Nivel 1 HABILIDADES INTERPERSONALES ED1 ED2 S.E. Aplicación Equipo de trabajo EU 14 Formar grupos efectivos EU U U Difusión 15 Equipo de liderazgo EU U U 40 Equipo Técnico y Multi-disciplinario EU U U Comunicaciones estructuradas EU 16 Estrategia de comunicación EU U U 17 Estructura de la comunicación EU U U 18 Comunicación Escrita EU U U 19 Comunicación Electrónica EU U U 20 Presentación Oral EU U U Comunicación en Idioma Extranjero U 21 Inglés U Comunicaciones Informales: Relacionarse con los demás U 41 Preguntar, Escuchar y Dialogar EU U U 42 Negociación, compromiso y resolución de conflictos EU U U 43 Establecimiento de conexiones IEU U U
  • 47. Metodología Propuesta Aplicación Electrónica Digital 2 Electrónica Digital 1 Sistemas Embebidos Especificación Del sistema Diagramas de Flujo Diagramas de Flujo Modelo Diagramas de Flujo del sistema Procesador Periféricos Diagrama de Bloques Vigilancia Librerías Procesador Arquitectura Camino de datos Sistema Operativo Periféricos del sistema Máquina de control Interfaz con la aplicación Elección Tareas Hardware Adquisición Tareas Hardware (Periféricos) Tareas Hardware (Periféricos) Particionamiento Particionamiento únicamente Tareas Software Tareas Software SW HW Adaptación (procesador) (procesador) Absorción Simulación Simulación Aplicación Difusión Tareas Hardware en PLDs Tareas SW y HW Compilación Síntesis PLDs Tareas Software en PLDs en SoC Tarjetas de Desarrollo Tarjetas de Desarrollo Tarjetas de desarrollo Prototipado Para FPGAs Para FPGAs Hardware propio con FPGAs y SoCs Pruebas
  • 48. Metodología Propuesta Aplicación Habilidades C.D.I.O. Sistemas en el contexto Empresarial, Social y Ambiental - Innovación Nivel 1 HABILIDADES CDIO ED1 ED2 S.E. Contexto Externo, Social, Económico y Ambiental IEU 22 Rol y responsabilidad de los Ingenieros IEU 23 Impacto sobre la sociedad y el medio ambiente IEU Vigilancia 24 Cuestiones y valores actuales IEU 44 Sostenibilidad y necesidad de un desarrollo sostenible IE IE IE Elección Empresa y contexto empresarial EU 25 Interesados en la empresa, metas y objetivos I Adquisición 26 Espíritu Empresarial Técnico I 27 Trabajo exitoso en organizaciones I Adaptación 45 Finanzas y Economía de los Proyectos de Ingeniería IE IE IE Concepción y Administración de Sistemas en Ingeniería. IEU Absorción 28 Entender las necesidades y establecer las metas IEU EU U 29 Definir la función, concepto y arquitectura IEU EU U Aplicación Diseño IEU Difusión 30 Proceso de Diseño IEU EU U 31 Fases del proceso de Diseño y enfoques IEU EU U 32 Utilización de conocimiento científico en el diseño IEU EU U 33 Diseño específico IEU EU U 34 Diseño multi-disciplinario I E U Implementación EU 35 Proceso de fabricación Hardware IEU EU U 36 Proceso de Implementación de Software I EU U 37 Integración Software - Hardware I EU U 38 Pruebas, verificación, validación y certificación IE EU U Carlos Camargo (UNAL) TT en Diseño de Sistemas Embebidos June 21, 2011 20 / 20