Desenvolvimento de plataforma embarcada para ensino

• Silva, Fábio Rocha da ^[1] ; Mattos, Augusto Cesar Rossi de ^[1] ; Marcatto, Gabriel Silva ^[1] ; Moreira, Rafael de Moura ^[1] ; Almeida, Rodrigo Maximiano Antunes de ^[1]
  1. [1] Universidade Federal de Itajubá

     Universidade Federal de Itajubá

     Brasil

     
• Localización: Research, Society and Development, ISSN-e 2525-3409, Vol. 8, Nº. 4, 2019 (Ejemplar dedicado a: April; e3684899)
• Idioma: portugués
• Títulos paralelos:
  • Desarrollo de plataforma embarcada para la enseñanza
  • Development of an embedded platform for teaching
• Enlaces
  • Texto completo (pdf)
• Resumen
  • español

    Este trabajo tiene como objetivo el desarrollo de una plataforma embarcada que pueda guiar los primeros pasos de un alumno en el área de programación embarcada. Se describe el desarrollo de un paquete de software para apoyar el aprendizaje de programación embarcada, principalmente haciendo el uso de sistemas operativos de tiempo real, así como documenta las actividades iniciales de la plataforma PQDB (Pan de Queso Development Board). Las técnicas de desarrollo para sistemas embarcados no son las mismas que las aplicadas en escritorios y mainframes. Existen restricciones de memoria, capacidad limitada de procesamiento, administración de dispositivos de entrada y salida, protocolos de comunicación diversos, porque cada sistema embarcado es un proyecto diferente que puede no seguir patrones, de manera que el conocimiento del hardware es esencial para el proyecto del proyecto software que se incorporará en el dispositivo. Las implementaciones prácticas se realizaron con la herramienta Kinetis Design Studio 3 ® IDE, el sistema operativo FreeRTOS®, la placa de desarrollo FRDM-K64F de NXP y la PQDB proyectada y fabricada en la Universidad Federal de Itajubá. En este trabajo presentamos cómo esta placa ayuda en el aprendizaje del alumno en software embarcado, presentando una guía rápida de cómo portar el FreeRTOS además de desarrollar bibliotecas y controladores para comunicación con periféricos. Se concluye que la utilización de una placa premontada simplifica el entendimiento del alumno en la medida que quita capas de complejidad de la actividad de aprendizaje. Lo mismo ocurre con la utilización de un sistema operativo en tiempo real, que abstraen las cuestiones de restricciones de tiempo para sistemas críticos. También se notó que la placa PQDB ofrece diversos recursos que, si bien explotados, garantizan un óptimo inicio en el área de desarrollo de softwares embarcados.

  • português

    Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma plataforma embarcada que possa guiar os primeiros passos de um aluno na área de programação embarcada. É descrito o desenvolvimento de um pacote de software para suporte ao aprendizado de programação embarcada, principalmente fazendo o uso de sistemas operacionais de tempo real, bem como documenta as atividades iniciais da plataforma PQDB (Pão de Queijo Development Board). As técnicas de desenvolvimento para sistemas embarcados não são as mesmas das aplicadas em desktops e mainframes. Existem restrições de memória, capacidade limitada de processamento, gerenciamento dos dispositivos de entrada e saída, protocolos de comunicação diversos, isto porque cada sistema embarcado é um projeto diferente que pode não seguir padrões, dessa maneira o conhecimento do hardware é essencial para o projeto do software que será incorporado no dispositivo. As implementações práticas foram realizadas com a ferramenta Kinetis Design Studio 3 ® IDE, o sistema operacional FreeRTOS®, a placa de desenvolvimento FRDM-K64F da NXP e a PQDB projetada e fabricada na Universidade Federal de Itajubá. Neste trabalho apresentamos como esta placa auxilia no aprendizado do aluno em software embarcado, apresentando um guia rápido de como portar o FreeRTOS além de desenvolver bibliotecas e drivers para comunicação com periféricos. Conclui-se que a utilização de uma placa pré-montada simplifica o entendimento do aluno na medida que remove camadas de complexidade da atividade de aprendizagem. O mesmo acontece com a utilização de um sistema operacional de tempo real, que abstrais as questões de restrições de tempo para sistemas críticos. Também se notou que a placa PQDB oferece diversos recursos que, se bem explorados, garantem um ótimo início na área de desenvolvimento de softwares embarcados.

  • English

    This work has as objective the development of an embedded platform that can guide the first steps of a student in the area of embedded programming. Describes the development of a package of software to support the learning of embedded programming, mainly using real time operating systems, as well as documents the initial activities of the PQDB platform (Pão de Queijo Development Board). The development techniques to embedded are not the same applied to desktops and mainframes. There are memory restrictions, limited processing capacity, input and output device management, various communication protocols, this because each embedded system is a different project that may not follow patterns, in this way the knowledge of the hardware is essential to the software design that will be embedded in the device. Thus, we studied the fundamentals of microprocessed and microcontrolled systems, general characteristics of operating systems, real-time systems, and some relevant features of software engineering. The implementations were performed with the Kinetis Design Studio 3 ® IDE, the FreeRTOS ® operating system, the NXP FRDM-K64F development board and the Pão de Queijo Development Board (PQDB) that was designed and developed in the Federal University of Itajubá. In this work we present how this board assists student learning in embedded software, presenting a quick guide to how to port the FreeRTOS in addition to developing libraries and drivers to communicate with peripherals. It is concluded that the use of a pre-assembled board simplifies the understanding of the student as it removes layers of complexity from the learning activity. The same happens with the use of a real time operating system, that abstract the time constraints questions to critical systems. It was also noted that the PQDB board offers several features that, if well exploited, guarantee a great start in the area of development of embedded software.