Sulautetut järjestelmät Johdatus sulautettuihin järjestelmiin (JSU) Pekka Toivanen E-Mail: Pekka.Toivanen@uef.fi GSM: +358 40 543 9021 Kevät 2017

Opintojakso Luennot Seminaari

Opintojakso Seminaariesitelmä: 1-2 hengen ryhmissä Seminaariesitelmä arvostellaan Opponenttiryhmä kommentoi esityksen Viikkoharjoitukset

Kurssin arvostelu Harjoitukset Tehtävät ja tehtävien palautus Moodlessa ennen harjoituksia Paikallaolosta saa yhden pisteen Hyväksytysti suoritetusta tehtävästä yhden pisteen Yhteensä max 35 - 45 p. 40% tenttioikeus Tentti 9.3.2012 ja Uusintatentti 27.4.2012 (Joensuussa yleinen) Arvosana 1 - 5, harjoituspisteet voivat nostaa hyväksyttyä arvosanaa yhdellä rajatapauksissa

Opintojakson tavoitteet Kokonaiskuva sulautetuista järjestelmistä Erilaisten sulautettujen järjestelmien toiminnan ymmärtäminen Sulautettuihin järjestelmiin liittyvän termistön hallinta Työllisyystilanne Ympäristövaikutukset

Kurssin sisältö Määritelmiä, piirteitä ja esimerkkejä Laitemarkkinat ja työllistävä vaikutus Sulautetun järjestelmän suunnitteluprosessi Termejä ja käsitteitä Ohjelmistot ja ohjelmointi Reaaliaikajärjestelmät Testaus Ympäristönäkökulmat

Määritelmiä Yhtä “oikeaa” määritelmää ei ole Sulautettu järjestelmä ei ole ns. yleiskäyttöinen tietokone Sulautettu järjestelmä engl. Embedded system määritelmiä: Tietokonejärjestelmä, joka on rakennettu laitteen sisään siten, ettei käyttäjän tarvitse tietää mitään laitteen sisäisestä toiminnasta. Aina laitteen käyttäjä ei välttämättä edes tiedä, että laite sisältää elektroniikkaa.

Määritelmiä Yleensä sulautettu järjestelmä sisältää mikrokontrollerin tai mikroprosessorin ja sille kirjoitetun ohjelmiston. Sulautettu tietokone tekee laitteesta tai järjestelmästä ohjelmoitavan, ”helposti” muutettavan ja automatisoi laitteen toimintoja. Sulautetussa laitteessa tietokone voi hoitaa automaattisesti useita sellaisia, esim. kulumisesta johtuvia säätöjä, jotka aikaisemmin tehtiin manuaalisesti huollon yhteydessä.

Piirteitä Monet aikaisemmin sulautettuina järjestelminä tunnetut laitteet alkavat muistuttaa yhä enemmän tietokoneita, esim. matkapuhelin Toteuttaa ainoastaan ennalta määrätyn joukon toimintoja. Käynnistyy itsestään toimintakuntoon virran kytkemisen jälkeen. Ovat yleensä hyvin luotettavia ja vikasietoisia. Esim. Sairaalalaitteistoissa, sotilaallisissa järjestelmissä ja ajoneuvoissa järjestelmän pettämisen tuloksena voi olla ihmishenkien menettäminen!

Piirteitä Optimoidaan tehtävän mukaisesti. On usein vuorovaikutuksessa ympäristöönsä mittaustiedon avulla. Ohjelma tai ohjelmisto on ROM, EPROM, EEPROM tai Flash muistissa. Voi sisältää myös useita mikrokontrollereita ja mikroprosessoreita sekä erilaisia massamuisteja. Voi vaatia reaaliaikaisuutta ja rinnakkaissuoritusta. Suurilla tuotantomäärillä saavutetaan edullinen yksikköhinta.

SMART ANYTHING ANYWHERE (EVERYWHERE) The Smart Anything Anywhere (SAE) is an initiative of the European Commission that will build an ecosystems based on collaboration between researchers, large industries and SMEs with the aim to transfer knowledge and resources available to a much wider group of companies. Smart phones, smart watches or smart TVs are just a few of the new products that are entering our daily lives. The functionalities of more and more objects are augmented by digital components hidden inside. For instance, smart offices can turn off the lights when nobody is in the office, or a car can brake automatically when an obstacle is noticed.

Esimerkkejä David E. Simonin kirjasta An Embedded Software Primer: - ”Telegraph” on yksinkertainen laite, joka mahdollistaa verkkokortittoman pöytätulostimen liittämisen tietoverkkoon - Vastaava tämän päivän tuote on esim. HP Jetdirect Print Server

Esimerkkejä Kodin elektroniikka - CD-, DVD-, Blu-ray -soitin, viritinvahvistin, kotiteatteri, hifijärjestelmä, digiboksi, radio, televisio, dataprojektori, MP3-soittimet, matkapuhelimet, pelikonsoli, navigaattori, sykemittari, jne.

Esimerkkejä Useimmat kodinkoneet Jääkaappi, pakastin, astianpesukone, pyykkikone, liesi, uuni, pölynimuri, kahvinkeitin, mikroaaltouuni, silitysrauta, ompelukone Roomba iRobot pölynimuri Samsung Navibot pölynimuri

Esimerkkejä Älykortit Prosessorikortit Muistikortit Kryptoprosessorikortit Ei kryptoprosessoria Kontaktillinen kortti Etäluettava kortti Kaksoiskortti

Esimerkkejä Automaatio- ja ohjausjärjestelmät Tehdasautomaatio, ydinvoimalan ohjausjärjestelmä Autot ja muut liikennevälineet esim. ABS, luistonesto, ajonvakautusjärjestelmä, ajotietokone, ilmastointi, jne.

Esimerkkejä Interaktiiviset ja kauko-ohjattavat lelut - Furby, Tomy O, Nikko, Smart bird, jne.

Toimiston monitoimilaite Laaja valikoima Erilaisia tekniikoita esim. mustesuihku-, laser-, sublimaatiotulostus

Toimiston monitoimilaite Tulostus (Laser)

Toimiston monitoimilaite Skannaus - Peilioptiikka, Contact Image Sensor (CIS), kamera

Toimiston monitoimilaite Kopiointi (Laser)