Dissertação de mestrado em Engenharia Eletrónica Industrial e Computadores (especialização em Sistemas Embebidos e Computadores)Com o surgimento da Internet das Coisas (IoT em inglês) nos últimos anos, o número de “coisas”
conectadas está a crescer a um ritmo bastante rápido. Estes dispositivos tornaram-se rapidamente parte
do nosso dia a dia e já podem ser encontrados nos mais diversos domínios de aplicação, tais como,
telecomunicações, saúde, agricultura, e automação industrial. Devido a este crescimento exponencial,
a demanda por sistemas embebidos é cada vez maior, trazendo assim diversos desafios no seu desenvolvimento. De todos os desafios, o time-to-market e os custos de desenvolvimento são de inegável
importância, logo, a escolha de uma plataforma de desenvolvimento adequada é essencial no desenho
destes sistemas.
Devido a este novo paradigma, o grupo de investigação da Universidade do Minho onde esta dissertação se insere tem desenvolvido aplicações neste domínio. No entanto, as atuais plataformas de
desenvolvimento utilizadas são complexas, têm custos associados e são de código fechado. Por estas
razões, o grupo de investigação tem interesse em ter a sua própria plataforma de desenvolvimento.
De modo a solucionar os problemas enumerados acima, esta dissertação tem como objetivo desenvolver uma plataforma de desenvolvimento tanto para hardware como para software. A plataforma deve
ser simples de utilizar e open-source, reduzindo assim os custos e a tornando a gestão de licenças mais
simples. Para além disto, o facto de o sistema ser de código aberto faz também com que este possa ser
facilmente estendido e customizado de acordo com os requisitos da aplicação.
Neste sentido, esta dissertação apresenta um soft-core microcontroller, o qual contem um processador RISC-V, uma RAM, uma unidade de depuração, um temporizador, um periférico I2C e um barra mento AXI. Em adição, este contem também um kit de desenvolvimento de software (SDK em inglês),
o qual inclui um depurador, a opção de utilizar o sistema operativo Azure RTOS ThreadX, e outras ferramentas importantes, tornando o ciclo de desenvolvimento mais fácil, rápido e seguro.With the advent of the Internet of Things (IoT) in most recent years, the number of connected “things”
is increasing quickly. These devices rapidly became part of our daily lives and can be found in the most
different applications domains, such as telecommunications, health care, agriculture and industrial automation. With this exponential growth, the demand for embedded devices is increasing, bringing several
challenges to the development of these systems. From these challenges, the time-to-market and development costs are undeniable extremely important. Thus, choosing a suitable development platform is
essential when designing an embedded system.
Due to this new paradigm, the University of Minho research group where this dissertation fits has been
developing applications in this domain. However, the current development platforms are complex, have
associated costs and are closed-source. For these reasons, the research group has interesting in having
its development platform.
To solve these problems, this dissertation aims to build a development platform for both hardware
and software. The platform must be simple and open-source, reducing development costs and simplifying
license management. Besides, due to its open nature, it will also be easier to extend and modify the
system according to the application’s needs.
In this context, this dissertation presents EKKO, an open-source soft-core microcontroller that contains
a RISC-V core, an on-chip RAM, a debug unit, a timer and an I2C peripheral, and an AXI bus. In addition,
it also contains a Software Development Kit (SDK), which includes a debugger, the option to use Azure
RTOS ThreadX, and other crucial tools, turning the development cycle more accessible, faster and safer
