VI Escola de Sistemas Embarcados (ESSE 2016)
Em conjunto com o VI Simpósio Brasileiro de Engenharia de Sistemas Computacionais
(alunos registrados no SBESC ou na Competição Intel podem automaticamente participar da Escola sem custo adicional!)
Dia 1o de novembro - Terça-Feira
Minicursos Selecionados
(cada minicurso terá duração aproximada de duas horas)
8:30 - 10:30: Redes de Sensores sem Fio Industriais e o Protocolo WirelessHART.
Ivan Muller (apresentador), Jean Michel Winter, Carlos Eduardo Pereira, João Cesar Netto - Universidades Estadual e Federal do Rio Grande do Sul.
(Download das lâminas)
Resumo
O uso de dispositivos de campo sem fio na indústria está aumentando gradativamente, devido ao fato de que podem ser instalados mais facilmente e em locais de difícil acesso, quando comparados com dispositivos cabeados tradicionais. Ainda, eles favorecem escalabilidade através da mobilidade, reduzindo o tempo de alteração da rede. Quando comparados com dispositivos de campo cabeados, os dispositivos sem fio apresentam custos de instalação muito menores e grande flexibilidade, porque não necessitam das infraestruturas das redes cabeadas, ou seja, dutos, canos, calhas e/ou obras civis. A comunicação entre os dispositivos de campo industriais e os controladores ocorre em geral a baixas taxas de dados, o que permite o uso de redes sem fio de baixo custo e baixo consumo. Isto leva ao uso de baterias para alimentar os equipamentos e, consequentemente, a uma baixa manutenção. Por outro lado, robustez, comunicação em tempo real e segurança são frequentemente citados como obstáculos em potencial para o uso de redes sem fio na indústria, além da problemática da coexistência entre diversas redes na mesma faixa do espectro de rádio frequência. Desta forma, diversas técnicas devem ser empregadas no desenvolvimento dos protocolos de comunicação industriais sem fio para que os dispositivos possam ser comparáveis a redes cabeadas. Neste minicurso, são apresentados os requisitos para o uso de redes sem fio na indústria bem como as técnicas empregadas para atender estes requisitos. Como um exemplo de rede sem fio industrial, o protocolo WirelessHART é apresentado. Ele é considerado um dos padrões mais proeminentes para uso industrial devido à alta confiabilidade, disponibilidade, escalabilidade e segurança, além da capacidade de comunicação em tempo real.
11:00 - 13:00: Engenharia Guiada por Modelos no (co-)Projeto de Sistemas Embarcados de Tempo-Real
Marco Aurélio Wehrmeister - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
Resumo
Este minicurso apresentará métodos e técnicas aplicadas no co-projeto de sistemas embarcados de tempo-real, especificamente, aqueles que são implementados como um System-on-Chip (SoC) que inclui componentes com lógica reconfigurável (FPGA), cuja área de aplicação é a de sistemas de automação. O objetivo principal é apresentar e discutir técnicas e métodos com alto-nível de abstração para o co-projeto integrado, abordando tanto o projeto do software como o do hardware. Para isso serão apresentadas técnicas de engenharia guiada por modelos (do inglês ModelDriven Engineering, MDE) combinadas com técnicas de separação das preocupações no tratamento de requisitos funcionais e não-funcionais como, por exemplo, Desenvolvimento de Software Orientado a Aspectos (do inglês Aspect-Oriented Software Development, AOSD). Transformações automáticas entre modelos permitem que as informações especificadas em diferentes linguagens de modelagem em alto-nível sejam integradas e compartilhadas dentro do (co-)projeto dos componentes de hardware e software. Para ilustrar tais transformações, serão apresentadas técnicas de geração de código para componentes de software (e.g. java e C/C++) e hardware (VHDL) aplicadas em um estudo de caso que representa uma aplicação real. Por fim, é importante destacar que resultados na área de software para sistemas embarcados indicam que o aumento da abstração obtido usando MDE e a separação dos requisitos leva a uma melhora no reuso e adaptação dos componentes. Assim, aplicando-se estas ideias no projeto dos componentes de hardware em FPGA, pode-se obter benefícios semelhantes.
14:00 - 16:00: Arquiteturas Heterogêneas CPU/FPGA
José Augusto M. Nacif (apresentador), Ricardo Ferreira (apresentador), Fredy Alves, Lucas Bragança - Universidade Federal de Viçosa
Resumo
Recentemente, arquiteturas heterogêneas que integram CPU com FPGA estão se tornando alternativas interessantes que possibilitam ganhos tanto em termos de desempenho quanto de consumo. Diversos fabricantes têm desenvolvido sistemas com arquiteturas heterogêneas CPU/FPGA. Microsoft Catapult, Xilinx Zynq e Intel HARP são exemplos de sistemas que oferecem paralelismo massivo utilizando aceleração de hardware com FPGAs. Melhorias nas velocidades de largura de banda nas redes de interconexão entre dispositivos heterogêneos tornaram a comunicação de dados muito mais eficiente e o processamento cooperativo entre FPGA e CPU viável. Nestas plataformas a CPU e a FPGA podem se comunicar utilizando uma memória coerente de forma que a taxa de acertos na cache é maior e a latência de comunicação geral diminuída. Neste mini-curso apresentaremos as principais plataformas e aplicações que podem se beneficiar de uma arquitetura heterogênea CPU/FPGA. Em seguida, discutiremos a arquitetura de software e hardware da plataforma Intel HARP. Finalmente, um exemplo simples com a plataforma Intel HARP será apresentado.