Creación de entorno integrado para sistemas embebidos

Internet de las Cosas emerge entre los años 2008 y 2009, porque la cantidad de dispositivos conectados a Internet empezaron a superar al número de habitantes en el planeta. En la actualidad se estiman que existen un total de 50 billones de dispositivos interconectados. Dada esta enorme cantidad, en su mayoría Sistemas embebidos, gestionar la configuración en un proyecto se vuelve una tarea titánica. Esto se debe a la gran cantidad de fabricantes, diversos modelos existentes y herramientas específicas que se requieren. Con el fin de simplificarlo, buscamos la manera de generar un entorno de trabajo de integración multiplataforma. Para ello analizamos pros y contras de utilizar máquinas virtuales o contenedores Docker. De esta forma se pretende armar un entorno que permita generar programas de dispositivos Arduino, STM32 y ESP32.Fil: Carnuccio, Esteban Andrés. Universidad Nacional de La Matanza; Argentina.Fil: Valiente, Waldo. Universidad Nacional de La Matanza; Argentina.Fil: Volker, Mariano. Universidad Nacional de La Matanza; Argentina

Entorno de contenedores de sistemas embebidos con conexión a dispositivos externos

Los Sistemas Ciber Físicos toman relevancia, con el surgimiento de tecnologías populares como Internet de las cosas, Industria 4.0, Internet industrial, máquina a máquina, Internet de todo y la capa Fog. Su contexto general de trabajo se basa en las interacciones dadas entre las funciones de control y los mecanismos de comunicación entre los componentes que forman el sistema. Esta interacción afecta al ambiente externo, que luego el sistema se adapta a ese cambio que él mismo produce. En la actualidad hay diferentes iniciativas y proyectos educativos que buscan enseñar estas tecnologías. Uno de los métodos de enseñanza es a través de prácticas con el sistema físico. Esto tiene problemas inherentes a la compra de los componentes y/o por la inexperiencia en la utilización de su electrónica. Como alternativa se busca que el uso de emuladores de sistemas embebidos permita enfocar directamente sobre el aprendizaje. Así facilita la tarea de abordar diferentes escenarios sobre los mecanismos de comunicación utilizando los protocolos Bluetooth y WiFi. Para sostener la infraestructura se utilizarán contenedores Docker, que ayudan en la construcción, gestión y pruebas de complejas topologías de sistemas.Red de Universidades con Carreras en Informátic

Emuladores de sistemas embebidos dentro de contenedores

En la educación de sistemas embebidos, es necesario que el estudiante interactúe con ellos, con el fin de poder completar su aprendizaje. Para esto, una manera es a través del uso de emuladores. Los cuales permiten el contacto con el embebido de forma similar a su empleo físico. En este sentido el presente artículo, expone los trabajos que se realizaron para plantear las bases que permitan emular mediante QEMU, las placas de desarrollo: Raspberry PI, ESP32 y STM32F103C8T6. Estas se ejecutan dentro de contenedores Docker. De manera tal, que los contenedores de las imágenes de los sistemas embebidos permitan realizar pruebas en un entorno estandarizado. De forma, que las aplicaciones del embebido puedan funcionar en un entorno virtual. Así se les podrá ofrecer a los estudiantes una herramienta con la cual puedan realizar sus trabajos sin tener la necesidad de incurrir en costos.XVII Workshop Arquitectura Redes y Sistemas Operativos (WARSO)Red de Universidades con Carreras en Informátic

Entorno de contenedores con emuladores de sistemas embebidos STM32

Ante la gran importancia que han tenido los sistemas embebidos, en los últimos años, debido al auge de Internet de las Cosas. Resulta de vital importancia conocer y probar el hardware antes de adquirirlo, para saber si cumple las necesidades de un proyecto determinado. En ese contexto, esta investigación se centró en la creación de un entorno automatizado de emulación, que permita probar rápida y fácilmente determinadas placas de desarrollo, sin necesidad de adquirir el hardware físico. Con esa premisa, se desarrolló un entorno dentro de un contenedor Docker, que permite realizar la emulación de determinadas placas de la familia STM32 a través del programa Qemu, listo para funcionar. De esta forma se podrá realizar distintas pruebas, sin la necesidad de realizar una tediosa configuración e instalación de los componentes y las dependencias.Workshop: WARSO - Arquitectura, Redes y Sistemas OperativosRed de Universidades con Carreras en Informátic

La implementación de diferentes tipos de memoria en un sistema operativo didáctico

Una de las características que del sistema operativo SODIUM, es la variedad de administradores de memoria que el mismo posee, capaces de permitir al alumno parametrizar al sistema de acuerdo a su conveniencia y al tema que se propone investigar. Esta parametrización abarca desde la administración de un antiguo mainframe, a través de asignaciones contiguas, siguiendo por la administración de estructuras no contiguas, como ser la paginación y la segmentación pura finalizando con las estructuras de paginación y segmentación por demanda hasta la segmentación/paginada en memoria virtual. Permitir que el alumno “vea” la evolución de la administración de recursos teniendo en cuenta la entrega y la devolución de memoria a través de las tablas correspondientes y desde dos puntos de vista: desde la simulación y desde la ejecución de procesos de diferentes característicasOne of the features of the SODIUM operative system is the variety of memory administrators it has, allowing the student to parametrize the system in accordance with preference and subject to be investigated. This parametrization covers from the administration of an old mainframe, through contiguous assignations, following with the administration of non contiguous structures, as pagination and pure segmentation, ending up with the structures of demanded pagination and segmentation up to the segmentation/paging in virtual memory. Let the students “see” the evolution of the administration of resources taking into account the delivery and return of the memory throughout the correspondent tables and from two points of view: the simulation and the execution of processes with different features.Workshop de Arquitecturas, Redes y Sistemas Operativos (WARSO)Red de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Medición de rendimiento del algoritmo spmv utilizando contadores de hardware para GP GPU en arquitecturas no homogéneas

En la presente investigación se busca analizar diferentes contadores de hardware durante la ejecución del algoritmo SPMV (multiplicación vector por matriz dispersa), a través del uso de herramientas de profiling utilizadas en placas gráficas de los fabricantes ATI y NVIDIA. Utilizando como base tres bibliotecas que hacen uso del procesador gráfico, se busca inferir a partir del estudio de los diferentes indicadores, las optimizaciones aplicables en el contexto planteado que mejoren el desempeño. Para analizar los resultados, se propuso una división de los tres principales eventos de la arquitectura (escritura, ejecución y lectura). Se trabajó en el análisis de las notorias diferencias detectadas en los tiempos de respuestas debido al volumen de las transferencias de datos, para luego analizar la implementación de una biblioteca en particular para cada arquitectura hardware. Finalmente se propone una pequeña modificación que logra mejorar el rendimiento de ambas arquitecturas.Fil: Valiente, Waldo. Universidad Nacional de La Matanza, Departamento de Ingeniería e Investigaciones Tecnológicas; Argentina.Fil: De Luca, Graciela Elisabeth. Universidad Nacional de La Matanza, Departamento de Ingeniería e Investigaciones Tecnológicas; Argentina.Fil: Díaz, Federico. Universidad Nacional de La Matanza, Departamento de Ingeniería e Investigaciones Tecnológicas; Argentina.Fil: Giulianelli, Daniel Alberto. Universidad Nacional de La Matanza, Departamento de Ingeniería e Investigaciones Tecnológicas; Argentina

La implementación de diferentes tipos de memoria en un sistema operativo didáctico

Una de las características que del sistema operativo SODIUM, es la variedad de administradores de memoria que el mismo posee, capaces de permitir al alumno parametrizar al sistema de acuerdo a su conveniencia y al tema que se propone investigar. Esta parametrización abarca desde la administración de un antiguo mainframe, a través de asignaciones contiguas, siguiendo por la administración de estructuras no contiguas, como ser la paginación y la segmentación pura finalizando con las estructuras de paginación y segmentación por demanda hasta la segmentación/paginada en memoria virtual. Permitir que el alumno “vea” la evolución de la administración de recursos teniendo en cuenta la entrega y la devolución de memoria a través de las tablas correspondientes y desde dos puntos de vista: desde la simulación y desde la ejecución de procesos de diferentes característicasOne of the features of the SODIUM operative system is the variety of memory administrators it has, allowing the student to parametrize the system in accordance with preference and subject to be investigated. This parametrization covers from the administration of an old mainframe, through contiguous assignations, following with the administration of non contiguous structures, as pagination and pure segmentation, ending up with the structures of demanded pagination and segmentation up to the segmentation/paging in virtual memory. Let the students “see” the evolution of the administration of resources taking into account the delivery and return of the memory throughout the correspondent tables and from two points of view: the simulation and the execution of processes with different features.Workshop de Arquitecturas, Redes y Sistemas Operativos (WARSO)Red de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Uso colaborativo del procesador en sistemas embebidos para múltiples interfaces

Las soluciones IoT requieren de sistemas embebidos cada vez más complejos, como es el caso de nuestra investigación para el monitoreo de personas, asistencia ante caídas, signos vitales anómalos y seguridad. Donde muchas interfaces entre los sensores y los canales de comunicación se deben atender junto con la lógica del programa principal. Estos a su vez se construyen sobre pequeñas arquitecturas con procesadores de rendimiento moderado impulsados por el bajo consumo energético que se busca. En el presente trabajo se analizan técnicas de programación alternativas y funcionalidades provistas por los Sistemas Operativos de Tiempo Real, que brindan la posibilidad de alternancia de tareas sobre un único procesador. También al mismo tiempo se evalúan las necesidades de recursos, que en estos tipos de procesadores son reducidas. Se proponen soluciones para compartir el procesador evitando en lo posible el uso de funciones provistas por los sistemas operativos de tiempo real, ya que estos consumen una cantidad de recursos considerables para estas arquitecturas. Se propone solucionar esta dificultad mediante la implementación de una máquina de estados a través del uso de interrupciones, como única solución o una combinación de ambas.Eje: Arquitecturas, Redes y Sistemas Operativos.Red de Universidades con Carreras en Informátic

Entorno de integración continua para validación de sistemas embebidos de tiempo real

Cada año se desarrollan billones de sistemas embebidos. Por lo que el proceso de selección del dispositivo a utilizar se vuelve una tarea compleja. En parte por la cantidad de fabricantes y características en sus modelos, sumado a la necesidad del cumplimiento de requisitos no funcionales, tales como la limitación en el consumo energético y la criticidad de los tiempos de respuesta a eventos externos. Este trabajo se centrará en que esta tarea sea factible en tiempos razonables desde el punto de vista del negocio, como así también del proceso de selección/elaboración de un sistema embebido de tiempo real para lograr, incluso, su óptima replicación y fabricación. Por ese motivo se pretende desarrollar un entorno de mejora continua que facilite el desarrollo, pruebas y optimización de los sistemas embebidos. La mejora continua permite generar ciclos de medición y retroalimentación de las tres partes que forman el proceso de desarrollo. Además se pretende que el conjunto pueda ejecutar sobre distintos dispositivos, tanto real como virtual. Permitiendo así la correcta selección del dispositivo, incluso antes de ser adquirido.Eje: Arquitectura, Redes y Sistemas Operativos.Red de Universidades con Carreras en Informátic

Entorno de contenedores de emuladores que contienen sistemas embebidos

Aunque la población no se percate, cada vez más, los sistemas embebidos forman parte de la vida cotidiana de las personas. Como consecuencia de dicho auge de la tecnología, surgieron en el mercado diferentes sistemas embebidos conformados por placas de desarrollo, que inicialmente se utilizan para prototipado. Estas son de fácil aprendizaje, lo que permitió que sean muy utilizadas en los últimos años. Por ese motivo para un usuario sin experiencia, resulta un desafío la elección de la placa correcta para sus proyectos. Esto se debe a que muchas veces se puede equivocar en dicha selección, ya que no cumpliría con sus expectativas. Por ende, en esta investigación se pretende minimizar esos riesgos, a través de la utilización de emuladores que permitan imitar el comportamiento de estos sistemas embebidos. Aprovechando estas características se procura generar un entorno de integración, empaquetado y automatizado mediante contenedores. Los cuales permitirán al usuario probar determinados programas rápidamente, en el hardware emulado del sistema embebido, sin necesidad de incurrir en costos. De forma tal de permitirle determinar si la placa elegida puede llegar a cumplir sus expectativas, sin necesitar adquirir el hardware físico.Eje: Arquitectura, redes y sistemas operativos.Red de Universidades con Carreras en Informátic