Aplicações de Sistemas Embarcados

Aplicações de Sistemas EmbarcadosAdelmario Douglas <adlcj@cin>Diogo Maciel <drm@cin>

29/11/2006 Aplicações de Sistemas Embarcados 2

Agenda

• Introdução– Aplicações de Sistemas Embarcados

• Aplicações no Dia a Dia- Câmera Fotográfica

• Aplicações na Saúde– Medidor de Glicose

• Aplicações no Transporte– Engine Control Unit

• Aplicações no Entretenimento– MP3 Player– Game Boy– Microprocessador de áudio

• Referências

Introdução

Aplicações no Dia a Dia

Aplicações na Saúde

Aplicações no Transporte

Aplicações no Entretenimento


Introdução

• Onde estão os Sistemas Embarcados?Introdução





– Em todos os lugares: na sala, na cozinha, no trabalho e em vários aparelhos simples que usamos no nosso dia a dia.– Mas não só nas coisas mais simples...


Introdução

• Também são usados em sistemas complexos e críticos.


Introdução

• Onde geralmente se comunicam com mais de um elemento, agindo em cooperação com outros sistemas.

Introdução






Introdução

• E de acordo com as necessidades eles podem diferenciar de várias maneiras:– DSP

• Digital Signal Processor – Conversor.

– Propósito Geral• Microprocessadores.

– Propósito Especifico• Controlador LCD.

– Tempo Real• Freio ABS.

Introdução








• nikon coolpix 5700Introdução





Baterias

Lentes e Zoom

Memória




Introdução





• CPU– 8-bit– Clock:

• 3MHz (modo normal)• 3.7 KHz (Low Power)

• Responsável por:– Controle do LCD– Controle do Clock– Power ON/OFF– Controle do

armazenamento de dados

– Saída de sinais para controle de lentes, zoom e foco



• Outras Aplicações no Dia a Dia– Condicionador de Ar– Televisão– Caixa Eletronico– Máquinas de vendas– Etc…

Introdução








• Medidores de Glicemia

• Utilizado principalmente por pessoas com diabétes

• Utiliza Bio-sensores para detectar a concentração de glicose no sangue.

Introdução







• gPod• Características:

• Controlado por um microprocessador PIC16F874

• Medição de glicose e circuitos de filtragem incluem dois LM358 op amp e um TL072CP op amp.

• Display LCD de 16x2 Caracteres

• Comunicação através de porta serial

Introdução







• Microprocessador:• Responsável pela conversão A/D, controle do LCD,

controle de som, interface com o usuário, e comunicação serial

• Clock de 5Mhz• Instruções de 14 bits• 7 portas de E/S

bidirecionais (8 bit)que podem sermultiplexadas

Introdução







• Outros exemplos– Eletrocardiograma– Aparelho de ressonância magnética– Ultra-som– Medidor de pressão digital– Etc...

Introdução








• Ao se ligar um carro popular, hoje em dia, deve haver um controle para dizer quanto combustível deve ser injetado no cilindro para a combustão e enviar outras informações ao motorista.

• O ECU (Engine Control Unit) é o responsável por essa tarefa.

• Variações do ECU podem fornecer mais informações ao usuário como: temperatura do radiador e rotações por minuto do motor por exemplo.

Introdução









• ECU - IAW4W6Introdução









• 27C256 EPROM• 256KBit Memory• CMOS/NMOS microcontroller and microprocessor

controller compatible.– Universal 28 or 32 pin memory site.

• Low power consumption.• Noise immunity features.

Introdução







• 68HC11E1 MPU



• M68HC11 CPU

• • Power-saving stop and wait modes• • Low-voltage devices available (3.0–5.5 Vdc)• • 0, 256, 512, or 768 bytes of on-chip RAM, data

retained during standby• • 0, 12, or 20 Kbytes of on-chip ROM or EPROM• • 0, 512, or 2048 bytes of on-chip EEPROM with block

protect for security• • 2048 bytes of EEPROM with selectable base address

in the MC68HC811E2• • Asynchronous non-return-to-zero (NRZ) serial

communications interface• (SCI)• • Additional baud rates available on MC68HC(7)11E20• • Synchronous serial peripheral interface (SPI)• • 8-channel, 8-bit analog-to-digital (A/D) converter

Introdução







• 16-bit timer system:• – Three input capture (IC) channels• – Four output compare (OC) channels• – One additional channel, selectable as fourth IC

or fifth OC• • 8-bit pulse accumulator• • Real-time interrupt circuit• • Computer operating properly (COP) watchdog

system• • 38 general-purpose input/output (I/O) pins:• – 16 bidirectional I/O pins• – 11 input-only pins• – 11 output-only pins• • Several packaging options:

Introdução







• Outros exemplos:– GPS– Detector de colisão– Pedágio (RF ID)– Etc..

Introdução








• Mp3 player, grava voz, rádio, agenda, relógio etc...

Introdução







• [H] Nand Flash Memory (Samsung K9W8G08U1M)

• [I] Actions ATJ2085 [RAM][ROM][CPU]• ...• [K] Philips TEA5767 [FM RADIO IC]

Introdução







• [H] Nand Flash memory (Samsung K9W8G08U1M)– Especificação:

• K9x1Gxxxxx = 1Gb (GigaBit) = 128MB (MegaByte) • K9x2Gxxxxx = 2Gb (GigaBit) = 256MB (MegaByte) • K9x4Gxxxxx = 4Gb (GigaBit) = 512MB (MegaByte) • K9x8Gxxxxx = 8Gb (GigaBit) = 1024MB (MegaByte)

– DataSheet

Introdução







• [I] Actions ATJ2085[CPU][RAM][ROM]– SOC de audio.– Dentro temos:

• Um processador Z80• 29KB de ROM

e 116KB de SRAM.• Um “DSP de 24-bit

e arquitetura Harvard".

Introdução







• [K] Philips TEA5767[FM RADIO] – Um chip sintonizador de rádio FM estéreo com demodulador

Radio Data System (RDS) e Radio Broadcast Data System (RBDS) e decodificador RDS/RBDS para aplicações portáveis.

– O rádio pode sintonizar as bandas FM européias, americanas e japonesas. Tem baixo consumo de energia e pode operar em baixa voltagem.

– DataSheet

Introdução







• Game Boy

• CPU:– Sharp LR35902 de 8 bits

• RAM:– Principal: 8KB– Vídeo: 8KB

• Alimentação:– 6V CC e 0.7W de consumo

Introdução







Game Boy

• Sharp LR35902

• Similar, em sua arquitetura, ao 8080 da Intel.

• Set de intruções semelhante ao do Z80

• Barramento:– 8 bits para dados.– 16 bits para endereço

• (64Kb endereçáveis).

Introdução






Game Boy

• LCD• Resolução: 160x144 pixels (20x18 "tiles" de 8x8)

– Uma área da VRAM contém o número de "tiles" que devem ser mostrados.

• Taxa de atualização:– Horizontal: 9198 KHz – Vertical: 59.73 Hz

Introdução







• Processador de Áudio para Celulares– µPD99910 audio processor

• Incorpora uma unidade de processamento (CPU) de som dedicada e processador de sinais digitais (DSP).

• Projetada como um chip auxiliar a ser conectado ao processador de uma aplicação.

Introdução






Processador de Áudio para Celulares

• Processador– On-chip 32-bit RISC CPU

– On-chip dedicated audio DSP

– Input clock (on-chip PLL): 32 kHz supported

– Peripheral interface

– Host I/F (16-bit SRAM I/F)

– SD card I/F (4-bit SDCLK 40 MHz (Max.), direct through function)

– Audio I/F (I2S 2 channels, slave operation, transparency function)

Introdução






Processador de Áudio para Celulares

Introdução







• Outras Aplicações– Vídeo Games– Karaokê– Caça Níquel– Etc...

Introdução






Referencias

• References• Gameboy Specifications, kOOPa, March 11,

1998 • gPod Project

– http://www.bme.uconn.edu/bme/sendes/Spring06/Team2/Manual.pdf

• Necel Eletronics– www.necel.com

• AllDataSheets.com• S1mp3.org, Informações sobre s1 mp3 players.

– http://www.s1mp3.org/pt/

Introdução





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