Coneixements bàsics de disseny lògic i de programació en llenguatges d´alt nivell (C)
D´una forma genèrica, els estudiants de l´assignatura d´Equips Perifèrics adquireixen els coneixements i desenvolupen les habilitats següents:
1. Tenir els coneixements sobre el subsistema d´E/S de l´ordinador necessaris per al disseny i l´utilització d´aquests subsistemes.
2. Dissenyar i utilitzar sistemes, components, metodologies, eines de simulació o experiments per aconseguir els requisits establerts i analitzar i interpretar els resultats obtinguts.
3. Identificar, formular i resoldre problemes d´arquitectura i de disseny de dispositius perifèrics i del subistema d´E/S en un entorn multidisciplinari, de manera individual o com a membre d´un equip.
4. Dominar la metodologia de disseny i programació cooperativa
1. Introducció
1.1. Tipus de perifèrics.
1.1.1. Interns habituals:
1.1.1.1. Control de temps: Timers, Captures, PWM i RTC
1.1.1.2. Analògic/Digital: ADC, DAC, Comparador, Tensió de referència
1.1.1.3. Digital: PORTS
1.1.1.4. Sincronització: Interrupcions i DMA
1.1.1.5. Comunicació: UART, SPI, I2C
1.1.1.6. Especials: Generació de reset, oscil.lador i gestió del consum
1.1.2. Interns poc habituals o externs via I2C o SPI
1.1.2.1. LCD TFT
1.1.2.2. Touch panel resistiu
1.1.2.3. Touch capacitiu
1.1.2.4. Acceleròmetre/Giroscopi/Compàs
1.1.2.5. Controlador d´Ethernet
1.1.2.6. Controlador d´USB
1.1.2.7. Codecs d´àudio i vídeo
1.1.2.8. Compressors MPEG4
1.1.2.9. Encriptació i identificadors únics
1.1.2.10. Control de motors
1.2. Tractament de l´entrada/sortida
1.2.1. Encapsulament de l´accés
1.2.2. Ports que només són d´escriptura
1.2.3. Tractament bàsic de senyals analògics
1.3. Arquitectures actuals. Tema de treball personal a triar entre un d´aquets
1.3.1. Processador: x86 o ARM
1.3.2. Perifèrics i organització interna
1.3.2.1. Desktops
1.3.2.2. Portables
1.3.2.3. Notebooks
1.3.2.4. PDA (agenda/audio/telèfon)
1.3.3. Sistemes operatius per a dispositius mòbils
1.3.3.1. Google Android
1.3.3.2. Apple iOS
1.3.3.3. Nokia Symbian
1.3.3.4. Blackberry OS
1.3.3.5. Microsoft Windows Phone
2. Gestió del temps i de les interrupcions
2.1. TAD Timer
2.2. Control de la demanda de temporitzadors
2.3. Interrupcions i àrees d´exclusió mútua
3. Motors Cooperatius
3.1. Maquines d´estats
3.2. Grafisme
3.3. Exemple de manipulació d´un teclat i un display
4. Tractament de comunicacions sèrie
4.1. Gestió del canal sèrie: el TADSIO
4.2. Tractament de trames
4.3. Tractament de protocols
5. Metodologia de disseny
5.1. Disseny del primer nivell
5.2. Estructura del main
5.3. Definició del diccionari
5.4. Expansió al segon nivell
5.5. Exemples
6. Sincronització i planificació interruptiva
6.1. Necessitat d´afitar la incertesa
6.2. La tècnica de la planificació interruptiva
6.2.1. Temporització i optimització
6.2.2. Exemple
6.3. Càlcul de la incertesa interruptiva
6.4. Transferència per interrupció o per DMA
7. Interfície home/màquina
7.1. Teclats capacitius
7.2. Motion sensing amb MEMS
7.3. Interfície USB
Es combinen les explicacions teòriques amb presentacions fetes pels alumnes (limitades a l´apartat 1.3)
Durant les exposicions i exercicis s´utilitza la metodologia de programació cooperativa pròpia de l´Escola d´Enginyeria La Salle.
Les tecnologies que es fan servir són: LCD TFT, Touch resistiu, Touch Capacitiu, Motion sensing, MEMS, USB, Linux i programació en C.
Els mètodes usats per avaluar l'assignatura són els següents:
- Exàmen final.
- Midterm: Disseny de primer i segon nivell d´un sistema de control mitjançant la metodologia de disseny cooperatiu de La Salle.
- Treball de recerca sobre arquitectures actuals (Apartat 1.3).
L´examen final es compon d´una barreja de preguntes teòriques i de problemes d´aplicació dels conceptes estudiats. L´enunciat inclou la valoració de cadascuna de les preguntes.
Durant el midterm no hi haurà cap examen presencials. L´alumne haurà de dissenyar un sistema de control i adquisició fins al segon nivell, tot usant la metodologia de disseny cooperatiu de La Salle i el programa de disseny Bubble Wizard. S´avaluarà la claredat, la bona organització i distribució dels mòduls i interfícies i la complitud de les màquines d´estat.
Cada alumne haurà de triar un dels temes de l´apartat 1.3 per fer-ne un informe de l´estat actual de l´art, després de recollir, contrastar, filtrar i sintetitzar la informació recollida per internet o les revistes temàtiques de la biblioteca (PC World, Byte Española, PC Magazine, etc).
La nota de l´assignatura es compon de la suma de l´examen final (6 punts) més la nota d´avaluació continuada. Així mateix, la nota d´avaluació continuada (4 punts) s´obté de la suma de treball de recerca (2.5 punts) més la nota de disseny del sistema de control (1.5 punts)
No tots els treballs de recerca opten als 2,5 punts, ja que la presentació pública val un punt i només una selecció basada en la qualitat dels treballs podran ser exposats en públic.
Objectiu 1:
- Tenir els coneixements sobre el subsistema d´E/S de l´ordinador necessaris per al disseny i l´utilització d´aquests subsistemes. Avaluat mitjançant els diferents exàmens [A]
Objectiu 2:
- Dissenyar i utilitzar sistemes, components, metodologies, eines de simulació o experiments per aconseguir els requisits establerts i analitzar i interpretar els resultats obtinguts. Avaluat mitjançant els diferents exàmens [A] i mitjançant les pràctiques [G+K]
Objectiu 3:
- Identificar, formular i resoldre problemes d´arquitectura i de disseny de dispositius perifèrics i del subistema d´E/S en un entorn multidisciplinari, de manera individual o com a membre d´un equip. Avaluat principalment mitjançant els exàmens [A]. Complementat amb la informació proporcionada per les pràctiques [G+K]
[1] Escudero Costa, Francesc. Disseny de sistemes de control cooperatius. Una visió pragmàtica. Enginyeria i arquitectura La Salle, 2009.
[2] iMX21 Reference Datasheet. Freescale
[3] PIC24FJ128GA010 Family Data Sheet
[4] PIC24F Family Reference Manual, Sect. 17 10-Bit A/D Converter
[5] Techniques for Robust Touch Sensing Design. Microchip Application note.
[6] Introduction to Capacitive Sensing. Microchip Application note.
[7] Tilt measurement using a low-g 3-axis accelerometer. ST Microelectronics Application note.
[8] Using LSM303DLH for a tilt compensated electronic compass. ST Microelectronics Application note.
[9] LSMaker Acceleròmetre, nota d´aplicació. Enginyeria La Salle
[10] Revistes de divulgació: Pc Word, Byte, etc,