Aula 1 - Sistemas Embarcados
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Aula 1 - Sistemas Embarcados

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Questions and Answers

O que os sensores fazem em um sistema embarcado?

  • Acionam ações físicas específicas no sistema.
  • Convertem sinais elétricos em energia física.
  • Percebem e medem alterações no ambiente físico ou sistema. (correct)
  • Realizam cálculos de tempo e infusão no sistema.
  • Qual a função dos atuadores em um sistema embarcado?

  • Convertem dados em informações interpretáveis pelo sistema.
  • Processam dados e os exibem no sistema.
  • Transformam energia elétrica em movimento ou outra forma de energia. (correct)
  • Transformam energia física em sinais elétricos.
  • Quais são exemplos de periféricos que sistemas embarcados podem utilizar para se comunicar com o meio externo?

  • Joystick, scanner, plotter, roteador.
  • Teclado, mouse, impressora, alto-falantes.
  • Teclas, LEDs, Display de LCD alfanumérico, Interface serial (I2C, SPI, etc). (correct)
  • Câmera, microfone, fone de ouvido, monitor.
  • No exemplo da cafeteira, qual a função do sensor 'reservatório de grãos'?

    <p>Ler a quantidade de grãos disponíveis para moagem.</p> Signup and view all the answers

    O que é necessário para acionar a resistência de aquecimento de água na cafeteira?

    <p>Ler os sensores do reservatório de água.</p> Signup and view all the answers

    Qual a importância do atuador 'compressor' no processo da cafeteira?

    <p>Acionar o compressor.</p> Signup and view all the answers

    Qual a principal característica de um microcontrolador?

    <p>Integrar processador, memória e I/O em um mesmo chip.</p> Signup and view all the answers

    Qual a principal diferença entre um sistema embarcado baseado em microprocessador e um baseado em microcontrolador?

    <p>A memória disponível para programa e dados.</p> Signup and view all the answers

    O que caracteriza um Digital Signal Processor (DSP)?

    <p>É ideal para aplicações que demandam processamento digital de sinais.</p> Signup and view all the answers

    O que é característico de um Field-Programmable Gate Array (FPGA)?

    <p>Permite alteração dinâmica dos circuitos por meio de HDLs.</p> Signup and view all the answers

    Quais são as principais famílias de microcontroladores mencionadas no texto?

    <p>AVR, ARM e RISC-V based.</p> Signup and view all the answers

    O que diferencia um sistema embarcado baseado em microcontrolador de um baseado em microprocessador em relação ao I/O?

    <p>No sistema baseado em microprocessador, o I/O é separado do processador, enquanto no microcontrolador está integrado.</p> Signup and view all the answers

    Quanto ao custo de um projeto, a métrica NRE refere-se a:

    <p>O custo associado ao desenvolvimento inicial de um produto.</p> Signup and view all the answers

    O que é medido pela métrica 'Tamanho' em um projeto de sistemas embarcados?

    <p>Espaço físico exigido pelo sistema.</p> Signup and view all the answers

    Qual métrica está relacionada à habilidade de mudar a funcionalidade do sistema sem alto custo NRE?

    <p>Flexibilidade</p> Signup and view all the answers

    O que é medido pelo tempo para o mercado em um projeto de sistemas embarcados?

    <p>Tempo para o mercado: tempo necessário para desenvolver o sistema até o ponto que possa ser lançado e vendido aos consumidores.</p> Signup and view all the answers

    Segundo o texto, melhorar uma métrica usualmente leva a uma degradação em outra. Qual é esse exemplo dado?

    <p>Aumentar a performance pode gerar um aumento na potência consumida pelo sistema.</p> Signup and view all the answers

    O que medida pelo tempo de prototipagem em um projeto de sistemas embarcados?

    <p>Tempo necessário para a construção de uma versão do sistema que funcione.</p> Signup and view all the answers

    O que caracteriza um Application-Specific Integrated Circuit (ASIC)?

    <p>É projetado para um uso específico</p> Signup and view all the answers

    O que caracteriza um System on Chip (SoC)?

    <p>Contém todas as partes do sistema, como unidade de processamento, memória, periféricos, etc</p> Signup and view all the answers

    O que significa MPSoC?

    <p>Sistema com vários uPs, podendo ser homogêneos ou heterogêneos</p> Signup and view all the answers

    O que são métricas de projeto em sistemas embarcados?

    <p>Características desejadas e mensuráveis usadas para avaliar diversos aspectos do desenvolvimento de sistemas</p> Signup and view all the answers

    Por que os ASICs são considerados mais baratos quando produzidos em grande quantidade?

    <p>Porque são projetados para um uso específico e otimizados para boa performance</p> Signup and view all the answers

    Qual a principal vantagem de um MPSoC com processadores homogêneos?

    <p>Melhor desempenho em tarefas específicas que beneficiam da paralelização</p> Signup and view all the answers

    O que é throughput?

    <p>A taxa ou vazão de produção, representando o número de tarefas que podem ser processadas em uma unidade de tempo.</p> Signup and view all the answers

    Como é possível aumentar o throughput?

    <p>Utilizando paralelismo.</p> Signup and view all the answers

    Qual empresa teve um recall de 160.000 automóveis híbridos devido a uma falha do software de controle do motor?

    <p>Toyota</p> Signup and view all the answers

    Por que a Nissan teve um recall de mais de 16.000 Murano e Infiniti EX35?

    <p>Problemas no airbag causados por uma falha de software.</p> Signup and view all the answers

    Qual empresa teve um recall de 285.000 celulares devido a um erro no software que causava problemas de áudio nas chamadas de emergência?

    <p>Cricket Communications</p> Signup and view all the answers

    Qual foi o motivo do recall dos desfibriladores da Defibtech?

    <p>Problemas no software dos desfibriladores.</p> Signup and view all the answers

    Qual é a função dos atuadores em um sistema embarcado?

    <p>Responder a sinais elétricos ou comandos de controle para realizar uma ação física específica.</p> Signup and view all the answers

    O que significa MPSoC?

    <p>Multiprocessador System-on-Chip.</p> Signup and view all the answers

    Qual a importância do atuador 'compressor' no processo da cafeteira?

    <p>Acionar o compressor.</p> Signup and view all the answers

    O que é necessário para acionar a resistência de aquecimento de água na cafeteira?

    <p>Acionar a resistência de aquecimento de água.</p> Signup and view all the answers

    Qual a principal diferença entre um sistema embarcado baseado em microprocessador e um baseado em microcontrolador em relação ao I/O?

    <p>Baseado em microcontrolador: I/O integrado; Baseado em microprocessador: I/O externo.</p> Signup and view all the answers

    O que caracteriza um System on Chip (SoC)?

    <p>Integração de componentes como processador, memória e periféricos em um único chip.</p> Signup and view all the answers

    Qual é a definição de sistemas embarcados?

    <p>É um conjunto de hardware e software completamente encapsulado ou dedicado ao dispositivo ou sistema.</p> Signup and view all the answers

    O que caracteriza os sistemas embarcados em relação à funcionalidade durante o uso?

    <p>Não podem ter sua funcionalidade alterada durante o uso.</p> Signup and view all the answers

    Quais são as principais características dos sistemas embarcados em relação às restrições de projeto?

    <p>Estão sujeitos a restrições de projeto bastante rigorosas com relação a algumas métricas, como tamanho, potência consumida, tempo de resposta, custo, etc.</p> Signup and view all the answers

    Por que os sistemas embarcados interagem com outros dispositivos como sensores e atuadores?

    <p>Para realizar tarefas específicas de um produto.</p> Signup and view all the answers

    De acordo com a IEEE 610.12-1990, como um sistema embarcado se relaciona com um sistema maior?

    <p>Faz parte de um sistema maior e implementa alguns dos requerimentos deste sistema.</p> Signup and view all the answers

    Qual é a maior classe de computadores, apesar da maioria dos usuários desconhecer a sua existência?

    <p>Sistemas embarcados.</p> Signup and view all the answers

    O que é um ASIC e qual a sua principal vantagem em termos de produção?

    <p>Um circuito integrado projetado para um uso específico; Menor custo quando produzido em grande quantidade.</p> Signup and view all the answers

    Explique a diferença entre um SoC e um MPSoC.

    <p>SoC contém todas as partes do sistema em um único chip, enquanto MPSoC possui vários uPs, que podem ser homogêneos ou heterogêneos.</p> Signup and view all the answers

    O que são métricas de projeto em sistemas embarcados e qual o desafio ao construir uma implementação?

    <p>Características ou atributos mensuráveis usados para avaliar diversos aspectos do desenvolvimento de sistemas; O desafio é otimizar várias métricas de projeto ao construir uma implementação funcional.</p> Signup and view all the answers

    Por que a modificação de um ASIC após fabricado não é possível?

    <p>Porque é um circuito integrado projetado para um uso específico, otimizado para desempenho e consumo de energia.</p> Signup and view all the answers

    Qual é a importância de otimizar várias métricas de projeto em sistemas embarcados?

    <p>Para construir implementações que atendam à funcionalidade desejada de forma eficiente.</p> Signup and view all the answers

    Por que um MPSoC com processadores homogêneos pode ser vantajoso em certos contextos?

    <p>Porque simplifica o projeto e a programação ao lidar com processadores semelhantes.</p> Signup and view all the answers

    O que caracteriza um Field-Programmable Gate Array (FPGA)?

    <p>Hardware reconfigurável; Os circuitos podem ser dinamicamente alterados; A especificação do circuito ocorre por meio de HDLs.</p> Signup and view all the answers

    Quais são exemplos de algoritmos de processamento digital de sinais otimizados por um Digital Signal Processor (DSP)?

    <p>Filtros; Convoluções; Transformada Rápida de Fourier (FFT); Operações matriciais.</p> Signup and view all the answers

    Quais são as principais famílias de microcontroladores mencionadas no texto?

    <p>AVR; ARM; RISC-V based.</p> Signup and view all the answers

    Qual a função do I/O em um sistema embarcado baseado em microcontrolador?

    <p>Gerenciar a comunicação entre o microcontrolador e os dispositivos externos.</p> Signup and view all the answers

    O que diferencia um sistema embarcado baseado em microprocessador de um baseado em microcontrolador em relação à memória de programa?

    <p>Enquanto um sistema baseado em microprocessador possui memória de programa separada, um sistema baseado em microcontrolador possui memória de programa integrada ao chip.</p> Signup and view all the answers

    O que é característico de um System on Chip (SoC)?

    <p>Integração de múltiplos componentes em um único chip, como processador, memória e I/O.</p> Signup and view all the answers

    Quais são as condições em que é vantajoso utilizar a Tecnologia A?

    <p>Baixo Custo NRE e alto custo por unidade</p> Signup and view all the answers

    Quais são as condições em que é vantajoso utilizar a Tecnologia B?

    <p>Custo NRE moderado e custo por unidade moderado</p> Signup and view all the answers

    Quais são as condições em que é vantajoso utilizar a Tecnologia C?

    <p>Alto Custo NRE e baixo custo por unidade</p> Signup and view all the answers

    Por que é importante considerar a latência em um sistema embarcado?

    <p>A latência afeta o tempo de resposta do sistema</p> Signup and view all the answers

    Qual a importância da velocidade de processamento em um sistema embarcado?

    <p>Determina a eficiência na execução de tarefas</p> Signup and view all the answers

    Por que melhorar uma métrica em um sistema embarcado pode levar à degradação de outra?

    <p>Porque há um trade-off entre as métricas</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Sensores e Atuadores em Sistemas Embarcados

    • Sensores capturam informações do ambiente como temperatura, luz e umidade.
    • Atuadores realizam ações específicas, como ligar motores ou controlar a temperatura.

    Comunicação e Periféricos

    • Periféricos permitem a comunicação com o meio externo, como portas USB, Ethernet e módulos de comunicação sem fio.

    Exemplo: Cafeteira

    • O sensor 'reservatório de grãos' identifica a quantidade de grãos disponíveis.
    • Para acionar a resistência de aquecimento, é necessário um sinal do microcontrolador que indique o início do processo de preparo.
    • O atuador 'compressor' é crucial em sistemas que dependem de pressão para o funcionamento, embora não seja sempre aplicável na cafeteira.

    Microcontroladores e Microprocessadores

    • Microcontroladores são integrados com memória e periféricos em um único chip.
    • Microprocessadores, ao contrário, necessitam de componentes externos como memória e I/O para funcionar.

    DSP e FPGA

    • Digital Signal Processor (DSP) é otimizado para processamento intenso de sinais digitais.
    • Field-Programmable Gate Array (FPGA) permite reconfiguração após a fabricação para adaptações específicas de projetos.

    Famílias de Microcontroladores

    • As principais famílias incluem ARM, PIC, e AVR, cada uma com características específicas de eficiência e funcionalidade.

    I/O e Sistemas Embarcados

    • A diferença entre I/O em microcontroladores e microprocessadores se refere à proximidade e integração das interfaces de entrada/saída.

    Métricas de Projeto

    • A métrica NRE (Non-Recurring Engineering) relaciona-se ao custo de desenvolvimento inicial de um projeto.
    • A métrica 'Tamanho' mede a complexidade do sistema, afetando custo e eficiência.
    • Métricas de funcionalidade referem-se à modificação de sistemas sem elevadas taxas de NRE.

    Tempo para o Mercado

    • O tempo para o mercado indica a rapidez com que um produto pode ser desenvolvido até estar disponível para os consumidores.

    Prototipagem e ASICs

    • O tempo de prototipagem mede a duração necessária para criar modelos funcionais do sistema.
    • Application-Specific Integrated Circuit (ASIC) é projetado para uma função específica, tornando-o eficiente em produção em massa.

    System on Chip (SoC) e MPSoC

    • SoC integra todos os componentes em um único chip, enquanto MPSoC possui múltiplos processadores, podendo ser homogêneo (mesmo tipo) ou heterogêneo (tipos variados).

    Desafios em Projetos de Sistemas Embarcados

    • A otimização de várias métricas é essencial devido à interdependência, onde a melhoria de uma pode afetar negativamente outra.
    • ASICs não podem ser modificados após a produção, limitando a flexibilidade.

    Recall de Produtos de Tecnologia

    • Recall de 160.000 automóveis híbridos devido a falhas de software por empresa renomada, ressaltando a importância da segurança em sistemas embarcados.
    • Recall de celulares e desfibriladores ocorre por falhas no software que comprometem segurança e funcionalidade.

    Importância do Processamento e Latência

    • A velocidade de processamento é crítica para a resposta eficaz em sistemas que exigem tempo real.
    • A latência deve ser considerada para garantir performance em aplicações sensíveis ao tempo.

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    Quiz Team

    Description

    Aprenda sobre sensores, dispositivos que detectam e medem mudanças no ambiente, e atuadores, que respondem a sinais para realizar ações físicas. Este quiz explora a utilização de sensores e atuadores em sistemas embarcados, conforme ensinado pelo Prof. Dr. Harlei M.A. Leite do ITA.

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