Programa analítico de la materia

PROGRAMA DE APLICACIONES EN TIEMPO REAL
1ra Sección: INTRODUCCION
UNIDAD 1: Sistemas de tiempo real
Definición de Sistemas en Tiempo Real
Características y Clasificación:
STR críticos y acrílicos
Tipos de STR en estudio:
Sistemas embebidos – centralizados y distribuidos
Requisitos de los STR
Requisitos Funcionales
Toma de datos
Ingreso de datos
Sistema de computo
Comunicación con el operador
Realimentación
Requisitos Temporales
Proceso Periódico
Proceso Aleatorio
Tiempo de respuesta
Variación
Fiabilidad y Seguridad
Tolerancia a fallos
Prevención y tolerancia a fallos
Redundancia dinámica
Bloques de recuperación
Confiabilidad de hardware y software
Seguridad de hardware y software
UNIDAD 2: Diseño de STR
Características y Objetivos para el diseño de STR
Herramienta para la comprensión de los sistemas en tiempo real
Diagramas
Tipos de estados, eventos, etc.
Diseños descendentes (top-down) y ascendentes (bottom-up)
Diseño tradicional vs codiseño
Codiseño HW/SW
Definición
Metodologia
Fases del codiseño
Documento de requisitos
Simulación Funcional
Lenguajes de especificación y modelos de programación:
Ptolemy
PeaCE
Matlab (Octave) - Simulink
Redes de Petri
ADA
Partición: experiencia previa, posibilidades técnicas y utilización de
recursos (los contenidos del material necesario para la realización de la
partición se desarrollan en las secciones: ANALISIS DE HARWARE Y
SOFTWARE)
Cosintesis – Cosimulacion
Implementacion concurrente
Coverificacion
Prototipo funcional
2da Sección: ANALISIS DE HARDWARE
UNIDAD 3: Sensores, transductores y actuadores
Características de los sensores de exactitud
Qué es un sensor
Tipos de sensores
Qué es un actuador
Tipos de actuadotes
Transductores digitales
UNIDAD 4: Acondicionamiento de señales.
Proceso de acondicionamiento de señales
Filtrado
Linealización
UNIDAD 5: Convertidores A/D y D/A
Utilidad
Tipos de convertidores
Multiplexores
3ra Sección: ANALISIS DE SOFTWARE
UNIDAD 6: CARACTERIZACION DEL SOFT PARA TR
Tareas Periódicos y No periódicas (EVENTOS – Interrupciones)
Algoritmos de resolución numérica en TR
Aplicaciones con premediación, linealización, filtros digitales, etc
UNIDAD 7:Planificación y Concurrencia
Planificación
Algoritmos para sistemas tradicionales
Algoritmos para SOTR
Concurrencia
UNIDAD 8: SOTR Y LTR
Limitaciones de los SO Y LENGUAJES DE PROGRAMACION
Características de los SOTR y LTR
Ejemplos de Uso
RT-LINUX
Definición
Características
Arquitectura
QNX
Definición
Características
Arquitectura
C
Definición
Características
Arquitectura
JAVA
Definición
Características
Arquitectura
4ta Sección: CARACTERIZACION DE APLICACIONES
UNIDAD 9: Sistemas embebidos
Definición y Componentes
Microprocesadores y Microcontroladores
Definición
Características
Componentes
DSC (controladores digitales de señal -digital signal controler) y DSP
(procesamiento digital de señales - digital signal procesing)
Definición
Características
Componentes
Herramientas de diseño de interfaces de Software
Lenguaje ‘C’
Compiladores y ambientes de desarrollo
Lenguajes Ensambladores
HDL, lenguaje de descripción de hardware
Diseño de interfaces de Hardware, utilizando Software
Sistemas reconfigurables
Herramientas de Software:
Analógicos: AHDL
Digitales:
VHDL
Verilog
Herramientas de Hardware: FPAA, PLD. FPGA
Sistemas comerciales: Xilinx, Altera, OTRO, Latice, Amading,
UNIDAD 10: Sistemas centralizados e interfaces
Definición
Componentes
Adquisición y control de datos (ADQ)
Definición
Diagrama de bloques de adquisición y control de datos
Placa de adquisición de datos y control
Interfaces normalizadas de comunicación de datos:
Serie-Paralelo–USB–IEEE1394–Ethernet– IEEE488– VME – etc.
Instrumentación virtual
Definición de instrumento virtual
Diferencias con un instrumento tradicional
Programas comerciales: Labview, etc
PLC
Definición
Características
Estructura básica
Clasificación
Funcionamiento
Programación
PLC vs PC industrial
INTERFACE DE SOFT Hombre Maquina (HMI)
Control numérico y Robótica
UNIDAD 11: Sistemas de control distribuido (SCD)
Definición
Componentes
PLC en SCD
Buses de campo
Definición
Ventajas
Clasificación
Ejemplos
Sistema SCADA
MTU
RTU
Sistema de comunicaciones
Clasificación
Programas comerciales: Brigview, etc
DESARROLLO DE APLICACIONES
UNIDAD 12: Análisis y Diseño de STR
Evaluación de los STR
Caracterización del Sistema
Especificaciones
Diagrama de bloques
Diagrama Funcional
Selección del HARD y SOFT
Implementación
BIBLIOGRAFIA:
1. Real – Time Sysytems and Programming Languages – Burns / wellings,
Ed. Addison Wesley
La biblioteca tiene al menos un ejemplar para consulta (ingles)
2. Sistemas Digitales de Control de Procesos, S. Szklanny – C. Behrends, Ed
Control
3. Mecatrónica, W. Bolton, Ed. Alfaomega
La biblioteca tiene al menos un ejemplar para consulta
Capitulo 2 y 7
Hojas 17 a 23, en el resto del capítulo 2, se describen distintos tipos de
sensores y transductores, puede ser útil para conocer mas detalles de los
mismos y entender su utilidad.
Otro capítulo que tiene las mismas características es el 7, ya que desarrolla
actuadores del tipo eléctrico, los cuales son útiles para comandar procesos
(reles, motores paso a paso, etc.). En el capitulo 5 y 6 hay otros actuadores
mecánicos e hidráulicos respectivamente
Capitulo 3: 54 y 55 y de ahí salta a la 66 a la 91
El tema que no está incluido es el amplificador operacional, como es un tema
mas electrónico no está incorporado como tema de examen final, pero
posiblemente una lectura a estos dispositivos permitiría entender un poco mejor
como se realiza el acondicionamiento de señales analógicas.
Capitulo 15: 339 a la 362
La información de este capítulo se complementa con otros apuntes del tema y
eventualmente con otros manuales de microcontoladores como ‘Diseño
práctico de aplicaciones PIC’, de Angulo Usategui y Angulo Martinez - Mac
Graw Hill..Ed. Afaomega.
Capitulo 16 y 17:
Estos capítulos, comentan la programación en asembler y ‘C’.
Capitulo 19: 423 a la 448
Buena introducción a los PLC.
4. Sistemas de Tiempo Real, WAINER GABRIEL A
ISBN 9509088862
Editorial NUEVA LIBRERIA
430 páginas
Idioma Español
Costo: 26 $
La biblioteca tiene al menos un ejemplar para consulta
Trabajos Prácticos y Laboratorios:
Diseño de STR:
1. Redes de Petri
2. ADA
3. Simulación funcional: Simulink
Sistemas Embebidos:
4. Sensores y actuadores.
5. µcontroladores : pic 16f84, motorota hc908
Sistemas Centralizados:
6. Puerto serie, paralelo y USB
7. Sistemas de Instrumentación Virtual: Labview
8. PLC
9. Placas de ADQ: ADQ12 o similar
Sistemas distribuidos:
10. placas de ADQ externas: Axial 422 / 3
11. Buses de Campo
12. Software de Scada
Diagrama de análisis de temas de Aplicaciones en Tiempo Real
considerando la metodología de Codiseño.
Caracterización de un STR
formulación
Limitaciones y condiciones de
entorno de un STR:
Confiabilidad, Seguridad
Especificaciones y análisis de STR
Herramientas de Simulación:
ADA, Redes de Petri
Simulación Funcional
Matlab, Simulink, PeaCE.
Particionamiento
Selección de la tecnología y los elementos
que formaran la implementación
Análisis de posibilidades
1. Sistemas Embebidos
2. Sistemas Centralizados
3. Sistemas Distribuidos
Análisis de Hardware:
VHDL – Verilog
1. Sensores y
actuadores
2. Puerto
paralelo,
serie, RS
232, USB
SOTR: RT linux,
QNX.
LTR:programaci
ón
Assembler, C,
Java.
LTR prediseñados:
Labview,
Implementación del STR