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1 Fundamentos de programación de Sistemas Embebidos Introducción Mg. Ing. E. Sergio Burgos Universidad Nacional de Entre Ríos Facultad de Ingeniería Especialización en Sistemas Embebidos 31/08/ / 14 Fundamentos de programación de Sistemas Embebidos Introducción

2 Calendario Día Fecha Horario Viernes 31/08/2018 9:00-18:00 Sábado 01/09/2018 9:00-13:00 Viernes 14/09/2018 9:00-18:00 Sábado 15/09/2018 9:00-13:00 Viernes 28/09/2018 9:00-18:00 Viernes 19/10/2018 9:00-18:00 Sábado 20/10/2018 9:00-13:00 2 / 14 Fundamentos de programación de Sistemas Embebidos Introducción

3 Calendario Día Fecha Horario Viernes 31/08/2018 9:00-18:00 Sábado 01/09/2018 9:00-13:00 Viernes 14/09/2018 9:00-18:00 Sábado 15/09/2018 9:00-13:00 Viernes 28/09/2018 9:00-18:00 Viernes 19/10/2018 9:00-18:00 Sábado 20/10/2018 9:00-13:00 2 / 14 Fundamentos de programación de Sistemas Embebidos Introducción

4 Calendario Día Fecha Horario Viernes 31/08/2018 9:00-18:00 Sábado 01/09/2018 9:00-13:00 Viernes 14/09/2018 9:00-18:00 Sábado 15/09/2018 9:00-13:00 Viernes 28/09/2018 9:00-18:00 Viernes 19/10/2018 9:00-18:00 Sábado 20/10/2018 9:00-13:00 Presentación de TPs y coloquio 2 / 14 Fundamentos de programación de Sistemas Embebidos Introducción

5 Evaluación La evaluación final del curso se realizará a través de los trabajos prácticos asociados a cada tema tratado. Los trabajos prácticos deberán realizarse de modo individual. En cada trabajo se deberán incluir observaciones relativas a los temas tratados. La evaluación se realizará a través de la presentación de los trabajos realizados mediante un coloquio. 3 / 14 Fundamentos de programación de Sistemas Embebidos Introducción

6 Desarrollo de firmware Alternativas Método clásico (compilado): Aplicaciones binarias (baremetal y/o RT OS). Flujo de desarrollo: Codificación Compilación Grabación Depuración Estructura estática. Herramientas: Gcc, Eclipse, OpenOCD (lpcopen/newlib) 4 / 14 Fundamentos de programación de Sistemas Embebidos Introducción

7 Desarrollo de firmware Alternativas Método clásico (compilado): Aplicaciones binarias (baremetal y/o RT OS). Flujo de desarrollo: Codificación Compilación Grabación Depuración Estructura estática. Herramientas: Gcc, Eclipse, OpenOCD (lpcopen/newlib) Scripting (interpretado) Intérprete binario (baremetal) Extensión del intérprete a través de módulos Aplicación interpretadas en tiempo real (archivos de texto) Alojamiento de entidades dinámico Lenguajes: Micro Python, Lua 4 / 14 Fundamentos de programación de Sistemas Embebidos Introducción

8 Ejemplo scripting 5 / 14 Fundamentos de programación de Sistemas Embebidos Introducción

16 Una aplicación Aplicación script -- Configura puertos -- y conversor (ADC0, Ch1 ) function init () adc. setup (adc.adc_1, adc. ENABLE ) gpio. setup (gpio.led_1, gpio.out ) gpio. setup (gpio.led_2, gpio.out ) gpio. setup (gpio.led_3, gpio.out ) gpio. write (gpio.led_1, gpio.low ) gpio. write (gpio.led_2, gpio.low ) gpio. write (gpio.led_3, gpio.low ) end -- Verifica en que rango -- se encuentra el argumento function eval ( val ) if ( val <= 300) then gpio. write (gpio.led_1, gpio.high ) gpio. write (gpio.led_2, gpio.low ) gpio. write (gpio.led_3, gpio.low ) elseif (val >300) and (val <800) then gpio. write (gpio.led_1, gpio.low ) gpio. write (gpio.led_2, gpio.high ) gpio. write (gpio.led_3, gpio.low ) elseif ( val >= 800) then gpio. write (gpio.led_1, gpio.low ) gpio. write (gpio.led_2, gpio.low ) gpio. write (gpio.led_3, gpio.high ) end tmr. delay (1000) end -- Inicio del programa print (" Prueba del ADC, canal 1") init () salir = false while not salir do dato=adc. read ( adc. ADC_1, adc. CH1 ) io. write (" ADC Ch. 1: ", dato, "\n") eval ( dato ) print (" Continuar? \" fin \" para ") print (" terminar ") salir = (io. read () == " fin ") end 6 / 14 Fundamentos de programación de Sistemas Embebidos Introducción

17 POO El paradigma de la programación orientada a objetos se basa en 3 elementos: Abstracción: extraer las características principales de las entidades significativas en el dominio del problema. Encapsulamiento: encerrar los atributos significativos de cada entidad de modo que su acceso sea controlado. 7 / 14 Fundamentos de programación de Sistemas Embebidos Introducción

18 POO El paradigma de la programación orientada a objetos se basa en 3 elementos: Abstracción: extraer las características principales de las entidades significativas en el dominio del problema. Encapsulamiento: encerrar los atributos significativos de cada entidad de modo que su acceso sea controlado. Modularidad: proceso de descomposición de elementos significativos, de modo independiente, favoreciendo la reutilización. 7 / 14 Fundamentos de programación de Sistemas Embebidos Introducción

19 POO El paradigma de la programación orientada a objetos se basa en 3 elementos: Abstracción: extraer las características principales de las entidades significativas en el dominio del problema. Encapsulamiento: encerrar los atributos significativos de cada entidad de modo que su acceso sea controlado. Modularidad: proceso de descomposición de elementos significativos, de modo independiente, favoreciendo la reutilización. 7 / 14 Fundamentos de programación de Sistemas Embebidos Introducción

20 POO Terminología de POO y relaciones: Objetos Clases 8 / 14 Fundamentos de programación de Sistemas Embebidos Introducción

21 POO Terminología de POO y relaciones: Objetos Clases Herencia 8 / 14 Fundamentos de programación de Sistemas Embebidos Introducción

22 POO Terminología de POO y relaciones: Objetos Clases Herencia Agregación 8 / 14 Fundamentos de programación de Sistemas Embebidos Introducción

23 POO Terminología de POO y relaciones: Objetos Clases Herencia Agregación Composición 8 / 14 Fundamentos de programación de Sistemas Embebidos Introducción

24 POO Terminología de POO y relaciones: Objetos Clases Herencia Agregación Composición Polimorfismo 8 / 14 Fundamentos de programación de Sistemas Embebidos Introducción

25 POO Terminología de POO y relaciones: Objetos Clases Herencia Agregación Composición Polimorfismo 8 / 14 Fundamentos de programación de Sistemas Embebidos Introducción

26 POO 9 / 14 Fundamentos de programación de Sistemas Embebidos Introducción

27 POO y C++ Ejemplo de representación de periféricos a través de clases en C++ # ifndef HWIO_H # define HWIO_H # include <cstdint > class HwIO { protected : uint32_t hwaddr ; public : HwIO ( uint32_t addr ); virtual void write ( uint32_t data ) = 0; virtual uint32_t read ( void ) = 0; virtual uint32_t availabledata ( void ) = 0; virtual bool ready ( void ) = 0; }; # ifndef SERIALUART_H # define SERIALUART_H # include "hwio.h" class serialuart : public HwIO { public : serialuart ( uint32_t addr ); void write ( uint32_t data ); uint32_t read ( void ); uint32_t availabledata ( void ); bool ready ( void ); }; # endif // SERIALUART_H # endif // HWIO_H 10 / 14 Fundamentos de programación de Sistemas Embebidos Introducción

28 POO y C++ Una aplicación utilizando polimorfismo # include "hwio.h" # include "gpio.h" # include " serialuart.h" int main () { int i; HwIO * perif [5] = { new gpio (0 x0000a00f ), new gpio (0 x0000a01f ), new gpio (0 x0000a02f ), new gpio (0 x0000a03f ), new serialuart (0x0000B000 ) }; for (i = 0; i < 5; i ++) perif [i]-> write (0 x00 );... } 11 / 14 Fundamentos de programación de Sistemas Embebidos Introducción

29 POO y C++ Una aplicación utilizando polimorfismo # include "hwio.h" # include "gpio.h" # include " serialuart.h" int main () { int i; HwIO * perif [5] = { new gpio (0 x0000a00f ), new gpio (0 x0000a01f ), new gpio (0 x0000a02f ), new gpio (0 x0000a03f ), new serialuart (0x0000B000 ) }; for (i = 0; i < 5; i ++) perif [i]-> write (0 x00 );... } Algunos detalles... RTTI 11 / 14 Fundamentos de programación de Sistemas Embebidos Introducción

30 POO y C++ Una aplicación utilizando polimorfismo # include "hwio.h" # include "gpio.h" # include " serialuart.h" int main () { int i; HwIO * perif [5] = { new gpio (0 x0000a00f ), new gpio (0 x0000a01f ), new gpio (0 x0000a02f ), new gpio (0 x0000a03f ), new serialuart (0x0000B000 ) }; for (i = 0; i < 5; i ++) perif [i]-> write (0 x00 );... } Algunos detalles... RTTI Excepciones 11 / 14 Fundamentos de programación de Sistemas Embebidos Introducción

31 POO y C++ Una aplicación utilizando polimorfismo # include "hwio.h" # include "gpio.h" # include " serialuart.h" int main () { int i; HwIO * perif [5] = { new gpio (0 x0000a00f ), new gpio (0 x0000a01f ), new gpio (0 x0000a02f ), new gpio (0 x0000a03f ), new serialuart (0x0000B000 ) }; for (i = 0; i < 5; i ++) perif [i]-> write (0 x00 );... } Algunos detalles... RTTI Excepciones Diseño 11 / 14 Fundamentos de programación de Sistemas Embebidos Introducción

32 Representación Cuál es el órden de ejecución? Y la aplicación? 12 / 14 Fundamentos de programación de Sistemas Embebidos Introducción

33 Algunas ideas UML no es un lenguaje de programación, sí es un lenguaje de modelado de propósito general para sistemas discretos tales como los compuestos por software, firmware o lógica digital. Se desarrolló como un esfuerzo para simplificar y estandarizar las metodologías de desarrollo de aplicaciones utilizando POO. Utiliza diferentes tipos de diagramas para representar diferentes aspectos de los sistemas. Los más representativos para sistemas embebidos son, dependiendo del tipo de herramientas utilizadas, diagrama de clases, de secuencia y de estados. 13 / 14 Fundamentos de programación de Sistemas Embebidos Introducción

34 Programación estructurada Todo programa estructurado se puede escribirse utilizando tres estructuras básicas: Secuencia: Ejecución secuencial de un conjunto de acciones. Selección: Ejecución condicional de un conjunto de acciones. Iteración: Repetir la ejecución de un conjunto de acciones según una condición. Todo algoritmo tendrá necesariamente un punto de entrada y un punto de finalización. Estas ideas nos llevan a la no utilización de saltos dentro de las aplicaciones (goto) ni interrupción de bucles. 14 / 14 Fundamentos de programación de Sistemas Embebidos Introducción