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