Sistemas Tempo-Real

Ano letivo 2012/2013

 

Universidade de Aveiro
Disciplina opcional do 5º ano dos Mestrados Integrados em:
Código da disciplina: 41475

Índice:



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Docente

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Horário

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Enquadramento, objectivos e organização

Os sistemas de tempo-real desempenham um papel crucial nas sociedades modernas, suportando áreas aplicacionais tais como controlo de centrais nucleares, controlo de indústrias químicas, sistemas aviónicos, sistemas de controlo de tracção, motor e travagem em automóveis, controlo de tráfego aéreo, marítimo, ferroviário e rodoviário, sistemas de telecomunicações, automação industrial, robótica, sistemas de defesa militar, missões espaciais, etc..

Embora o leque de aplicações seja vasto, muitas das quais são aplicações críticas em termos de segurança, as abordagens tipicamente usadas no desenvolvimento de sistemas de tempo-real baseiam-se em técnicas de programação empíricas e de baixo nível, sem o suporte de uma metodologia científica precisa. A consequência desse facto é uma menor fiabilidade que, em tais aplicações críticas, pode causar sérios danos a equipamento, ambiente e até mesmo a vidas humanas.

Por outro lado, a recente grande difusão de aplicações interactivas, como os sistemas de realidade virtual ou genericamente os sistemas multimedia, veio alargar substancialmente o leque de aplicabilidade dos sistemas de tempo-real. Emboras estas aplicações não sejam críticas em termos de segurança, o cumprimento das respectivas restrições temporais tem um impacto directo no respectivo desempenho.

Esta proliferação de aplicações com restrições temporais veio aumentar significativamente o interesse nos sistemas operativos de tempo-real, sendo hoje comum encontrar referências por exemplo a sistemas como Real-Time Linux.

A disciplina que se propõe foca quatro aspectos essenciais:

A organização proposta está baseada em duas componentes, teórica e prática. A primeira será essencialmente expositiva mas recorrendo a exemplos práticos e momentos de discussão. A segunda fará uso de vários sistemas operativos e/ou executivos tempo-real de domínio público ou disponíveis para ensino (e.g. RT-Linux, RTAI, FreeRTOS, SHaRK, VxWorks, ReTMiK) bem como de um conjunto de plataformas para sistemas embutidos (baseadas em microcontroladores PIC18, PIC32 e ARM) e incluirá uma primeira série de trabalhos práticos essencialmente ilustrativos, sendo seguida pelo desenvolvimento de um projecto.

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Tópicos, planificação e slides das aulas teóricas

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Regras de avaliação

Avaliação das aulas práticas

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Bibliografia

(Todos estes livros existem na biblioteca da UA)

referências preferenciais:

outras referências:

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Temas / artigos para discussão nas aulas teóricas

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Materiais para as aulas práticas

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Mini-projectos

  1. Simulador de sistema anti-míssil em OCAML - João Bastos
  2. Pêndulo invertido em robô movel + FreeRTOS - Higino Vieira
  3. Controlo de plataforma DESIRE + FreeRTOS - Ruben Brites + Luis Neves
  4. Controlo de caldeira a pellets + FreeRTOS - Nuno Moura + João Capela
  5. Controlo de posicionador de antena + FreeRTOS - João Matos + Cristóvão Cruz
  6. Jogo "Pong" em RTAI + Linux - Denis Ryazanov + Pedro Mesquita
  7. Jogo "Whack-a-mole" e SHaRK - Francisco Vaz
  8. Osciloscópio digital + FreeRTOS (cooperacao com PSE) - Jorge Costa + André Nunes
  9. Jogo de matraquilhos em RTAI + Linux - Tiago Silva + Vitor Soares

Nota: não negligenciar o livro de registos

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Indicações para a apresentação dos trabalhos práticos e relatório

As apresentações dos trabalhos práticos decorrerão na última aula prática e serão organizadas em blocos de 10 min por grupo. Durante esse tempo, cada grupo deverá efectuar uma breve apresentação, cerca de 5 min., seguida de demonstração. A apresentação não deverá ter mais de 4 a 5 slides ou transparências sobre: 1-objectivo/problema, 2-aspectos específicos (e.g. dinâmica do processo, técnica de controlo), 3-abordagem (e.g. organização em tarefas, tipos, períodos), 4-resultados, 5-ponto da situação.

O relatório deverá ser entregue até ao dia 8 de Janeiro de 2013 e está limitado a 4 páginas, excluíndo eventuais anexos técnicos. O respectivo formato deverá obedecer às seguintes indicações: folha de capa com nome da disciplina, do docente, do ano lectivo, do trabalho e dos autores, texto em coluna simples, espaçamento simples entre linhas, tipo de letra TimesNewRoman tamanho 11 ou 12, margens laterais de 2,5cm e indicação do número de página no rodapé. A respectiva estrutura deverá seguir os pontos acima referidos para organizar a apresentação. O objectivo do relatório é o de explicar a abordagem usada na resolução do problema proposto bem como os resultados obtidos. Será também o sítio indicado para salientar os detalhes considerados relevantes e que poderiam ter passado despercebidos na apresentação. 

No caso do trabalho não estar concluído na data da apresentação, esta deverá mostrar o estado actual podendo haver uma nova apresentação a realizar perto da data da entrega do relatório.

Conforme prometido (ver regras de avaliação), haverá uma verificação dos livros de registo!

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