Microprocessadores e Sistemas Embebidos

Cód.: EME13238L

6 ECTS

Duração: 15 semanas/156 horas

Área Científica: Engenharia Eletrotécnica

Língua(s) de lecionação: Português

Língua(s) de apoio tutorial: Português

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

4. Educação de qualidade - Assegurar a educação inclusiva, e equitativa e de qualidade, e promover oportunidades de aprendizagem ao longo da vida para todos.

Objetivos de Aprendizagem

Fornecer conhecimentos sobre a arquitetura de microcontroladores e conjunto de instruções associadas. Pretende-se que os alunos saibam utilizar em linguagem de baixo nível para maior eficiência do código em aplicações tempo real. Fornecer conhecimentos para o desenvolvimento de sistemas embebidos de tempo real, baseados em microcontroladores comerciais de baixo custo.

Conteúdos Programáticos

1. Introdução.
2. Linguagem de descrição de Hardware (VHDL).
3. Arquiteturas de microcontroladores. Unidade de processamento de dados. Unidade de controlo. Unidades de memória. Modos de endereçamento. Arquitetura de conjunto de instruções. Programação em Assembler.
4. Arquitetura de um Arduino. Principais componentes e interfaces. Comunicação: série; Serial Peripheral Interface (SPI); e Inter-Integrated Circuit (I2C). Aplicações de Pulse Width Modulation (PWM).
5. Conceito de sistema em tempo real. Temporizadores. Interrupções e Interrupt Service Routines (ISR). Aquisição de dados.

Métodos de Ensino

O ensino é baseado em aulas teóricas e teórico-práticas. Nas aulas teóricas são apresentadas as arquiteturas dos microcontroladores estudados e as linguagens de descrição de hardware e de programação a utilizar nas teórico-práticas onde serão desenvolvidos projetos sobre a arquitetura de microcontroladores em VHDL e projetos de desenvolvimento de sistemas embebidos (tempo real) utilizando a plataforma Arduino.

Horário de Dúvidas disponível 2 vezes por semana, em conjuntos de duas horas cada, no gabinete do docente. Utilização de email para tirar dúvidas básicas ou para marcação de outro horário de acompanhamento conveniente a cada aluno.

Avaliação

A avaliação pode ser efetuada de forma: i) Contínua; ou II) Final.
Os elementos de avaliação são classificados utilizando o intervalo [0,20].

i) Avaliação contínua
A avaliação é composta por dois projetos.
Projeto 1: Nota mínima de 9,5 val. ? Descrição e teste de um microcontrolador em VHDL
* [P1] Projeto 1 (50%)
Projeto 2: Nota mínima de 9,5 val. ? Desenvolvimento de um sistema embebido
* [P2] Projeto 2 (50%)
[NF] Notal Final: NF = P1×0,5 + P2×0,5

ii) Avaliação final
A avaliação é composta por um exame final e um projeto.
Exame: Nota mínima de 9,5 val. ? Exame de avaliação sobre arquitetura de microcontroladores e sobre a linguagem VHDL
* [Ex] Exame (50%)
Projeto 2: Nota mínima de 9,5 val. ? Desenvolvimento de um sistema embebido
* [P] Projeto (50%)
[NF] Notal Final: NF = Ex × 0,5 + P × 0,5

Se NF>= 9.5 : Aprovado
Se NF< 9.5 : Reprovado

Bibliografia

1. "Logic and Computer Design Fundamentals" - Morris Mano; Charles Kime - Pearson - 2016
2. "Digital Design: Principles and Practices" - John F. Wakerly - Pearson - 2018
3. https://www.arduino.cc/
4. "Embedded Systems: Real-Time Interfacing to ARM Cortex-M Microcontrollers" - Jonathan W. Valvano - CreateSpace - 2011