Sistemas de Tempo Real

Imagem d@ Bruno Jorge Ferreira Ribeiro [Ficheiro Local]
Bruno Jorge Ferreira Ribeiro
Código:
15398
Ano:
1
Semestre:
S1
Créditos ECTS:
6
Carga Horária:
PL(15H)/T(30H)/TP(15H)
Área Científica:
Sistemas e Computadores
Objectivos de Aprendizagem:
Oferecer aos alunos conceitos e ferramentas necessárias à análise e implementação sistemas computacionais sujeitos a restrições em tempo real, recorrendo, quando apropriado, a sistemas operativos para sistemas de tempo real (RTOS) e a soluções distribuídas baseadas em CAN BUS.
Resultados de aprendizagem e competências
- Capacidade de definir os requisitos funcionais e não funcionais dos sistemas de tempo real, em particular os requisitos temporais e de periodicidade.
- Capacidade de delinear aplicações para sistemas de tempo real expondo sua simultaneidade (concurrency).
- Capacidade de definir e usar plataformas de computação baseadas em microcontroladores com sistemas operativos para tempo real.
- Capacidade de conceber e analisar sistemas distribuídos para tempo real utilizando soluções distribuídas baseadas em CAN BUS.
- Aplicar os métodos de análise usados para verificar a exatidão temporal de um conjunto de tarefas em execução.
Conteúdos programáticos:
No decorrer do curso, assumem especial relevância os seguintes tópicos:
i) Introdução aos sistemas de tempo real. Definições, classificação e requisitos temporais.
ii) Estruturação de software para sistemas de tempo real. Sistemas cooperativos e sistemas preemptivos, kernel para sistemas de tempo real, noção de tarefa.
iii) Escalonamento de tarefas em sistemas de tempo real. Escalonamento de tarefas periódicos e aperiódicos, algoritmos de escalonamento estáticos e dinâmicos, metodologias de validação.
iv) Protocolos de acesso exclusivo a recursos partilhados. Sincronização e comunicação em sistemas de tempo real, inversão de prioridades e bloqueios.
v) Sistemas operativos para sistemas de tempo real. Standards internacionais, sistemas operativos para tempo real comerciais, kernels para tempo real em open source.
vi) Redes locais de computadores para sistemas de tempo real. Estudo detalhado da rede para implementação de sistemas de tempo real distribuídos "CAN BUS".
Metodologias de Ensino e Critérios de Avaliação:
As metodologias de ensino baseiam-se na análise “top-down” de vários casos para motivar os alunos, leituras orientadas (pesquisa bibliográfica), e atividades laboratoriais que são realizadas em equipa. A unidade curricular está organizada em dois tipos de aulas diferentes: aulas teóricas com exposição dos temas fundamentais; e aulas práticas com atividades laboratoriais. será feito uso de tecnologias no ensino a distância, nomeadamente da plataforma moodle.
A avaliação final é obtida, com a ajustada ponderação, dos conhecimentos teóricos adquiridos pelo estudante, da sua prestação nas atividades de laboratório, das suas atividades de pesquisa bibliográfica e pelo seu empenho.
Cálculo da Classificação Final
{50%TESTE} +{50%LAB}
LAB > classificação final da avaliação do desempenho laboratorial
TESTE> Exame final ou teste de avaliação realizado no final semestre.
Para ser admitido no exame final, os alunos deverão ter uma nota de laboratório mínima de 9,5 valores
Bibliografia principal:
[A]Giorgio C. Buttazzo; Hard Real-Time Computing Systems- Predictable Scheduling Algorithms and Applications, Third Edition, Springer, 2011. ISBN: 978-1-4614-0675-4
[A] Hermann Kopetz , Wilfried Steiner, Real-Time Systems Design Principles for Distributed Embedded Applications, Springuer, 2022.
[B]Jane W. S. Liu; Real-time systems, Prentice-ALL, 2000. ISBN: 0-13-099651-3
[B]Qing Li; with Caroline Yao; Real-time concepts for embedded systems, CRC Press, 2003. ISBN: 978-1-57820-124-2
[B] Jonas Berge; Fieldbus for Process Control: Engineering, Operation, And Maintenance, ISA - Instrument Society of America, 2002. ISBN: 978-1556179044
[B]Konrad Etschberger; Controller Area Network: Basics, Protocols, Chips and applications, IXXAT Automation GmbH, 2001, ISBN:3-00-007376-0
Língua:
Português