Programa de aplicaciones en tiempo real 1ra Sección: introduccion unidad 1: Sistemas de tiempo real



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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)


  1. Sistemas Digitales de Control de Procesos, S. Szklanny – C. Behrends, Ed Control




  1. 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.




  1. 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:

  1. Sensores y actuadores.

  2. µcontroladores : pic 16f84, motorota hc908

Sistemas Centralizados:

  1. Puerto serie, paralelo y USB

  2. Sistemas de Instrumentación Virtual: Labview

  3. PLC

  4. Placas de ADQ: ADQ12 o similar

Sistemas distribuidos:

  1. placas de ADQ externas: Axial 422 / 3

  2. Buses de Campo

  3. 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



Particionamiento

Selección de la tecnología y los elementos que formaran la implementación

Análisis de posibilidades


  1. Sistemas Embebidos

  2. Sistemas Centralizados

  3. Sistemas Distribuidos







Simulación Funcional

Matlab, Simulink, PeaCE.




Análisis de Hardware: VHDL – Verilog

  1. Sensores y actuadores

  2. Puerto paralelo, serie, RS 232, USB





SOTR: RT linux, QNX.

LTR:programación

Assembler, C, Java.

LTR prediseñados:

Labview,



Implementación del STR






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