Insegnamenti e programmi

 

SM/0100/EN - EMBEDDED SYSTEMS PER L'INTERNET OF THINGS

Anno Accademico 2018/2019

SALVATORE MARIO CARTA (Tit.)
Secondo Semestre 
Convenzionale 
INGLESE 



Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[60/73]  INFORMATICA [73/00 - Ord. 2017]  PERCORSO COMUNE648
Obiettivi

CONOSCENZA E CAPACITA’ DI COMPRENSIONE: Il corso ha l'obiettivo di insegnare allo studente i fondamenti e alcuni dei principali concetti dell’Internet of Things, con particolare riferimento alle architetture di elaborazione embedded. Lo studente tramite la conoscenza dell'evoluzione della tecnologia e degli strati astratti su cui si basano i sistemi di elaborazione dall'hardware al software acquisirà solide basi per la comprensione delle problematiche e strategie per la configurazione ed implementazione di sistemi operativi e sviluppo di applicazioni (IoT e non solo ) per sistemi embedded.


CAPACITA’ APPLICATIVE: lo studente deve essere in grado di valutare l’architettura di un sistema di elaborazione embedded, deve essere in grado di sviluppare un’applicazione tramite un linguaggio ad alto livello con e senza il supporto del sistema operativo, deve saper gestire e modificare i parametri di configurazione a basso livello di un sistema operativo open source, deve avere la capacità di cross-compilare ed eseguire il porting su architetture hardware embedded di un sistema operativo o di un applicativo, deve essere in grado di contestualizzare il sistema di elaborazione embedded nell’ambito del contesto applicativo dell’Internet of Things.


AUTONOMIA DI GIUDIZIO: il corso si propone di stimolare gli studenti proponendo esercizi di configurazione, progettazione e sviluppo di software orientato ai sistemi embedded, sia in presenza che in assenza di sistema operativo, con particolare attenzione alle problematiche di configurazione e porting su architetture hardware embedded di sistemi operativi di tipo open source. La comprensione dei concetti fondamentali e delle best practices relativi alle strategie e implementazioni dei componenti fondanti dei sistemi embedded in ambito Internet of Things e non solo, servirà per migliorare in maniera sostanziale la capacità di progettare/configurare ed implementare sistemi operativi ed applicativi per contesti di tipo pervasivo.


ABILITÀ NELLA COMUNICAZIONE: lo studente deve essere in grado di esprimere con appropriata terminologia i concetti fondamentali relativi ai sistemi operativi e applicazioni embedded nell’ambito dell’Internet of Things e non solo.


CAPACITÀ DI APPRENDERE: lo studente, attraverso le lezioni frontali e le esercitazioni di implementazione e test di sistemi operativi ed applicativi su sistemi hardware embedded simulati e fisici, con e senza il supporto del sistema operativo, sarà in grado di apprendere concetti fondamentali dei sistemi embedded in ambito Internet of Things e non solo.


COMPETENZE ATTESE: Conoscenza dei concetti fondanti delle architetture di elaborazione, dell’interfaccia HW-SW, delle strategie e implementazioni alla base dell’architettura e dei componenti fondamentali dei sistemi operativi e dell'Internet of Things, competenza sulla progettazione e sviluppo di applicazioni per sistemi di elaborazione embedded con e senza il supporto di un sistema operativo per applicazioni IoT e non solo, capacità di configurazione, cross-compilazione e porting di sistemi operativi open source (Linux) su architetture hardware embedded.

Prerequisiti

Le competenze di Informatica insegnate nel corso di Sistemi Operativi e Architetture degli Elaboratori

Contenuti

1. Introduzione
- Panoramica su embedded systems e IoT
- HW-SW Interface: dall’hardware ai sistemi monoprogrammati
- Servizi Cloud per IoT
- Introduzione alla sicurezza dei sistemi IoT

2. Sistemi embedded per IoT
- Gestione HW/SW di sensori e attuatori
- Sistemi di sviluppo HW/SW per IoT (Arduino e NodeMCU-ESP8622)
- Architetture software per sistemi bare metal
- Protocolli e interfacce di comunicazione embedded e IoT

3. Sistemi Operativi open source per applicazioni embedded e IoT
- Compilazione del kernel linux
- Toolchains, configurazione, cross-compilazione e porting del kernel linux
- Bootloader in ambito embedded e IoT
- Sistemi operativi real-time (Free-RTOS)

4. Applicazioni embedded per IoT
- Progettazione e sviluppo di casi di studio

Metodi Didattici

48 ore di lezioni ed esercitazioni svolte in laboratorio

Verifica dell'apprendimento

Assegnamento di progetti e esami scritti, con la possibilità di svolgere esami parziali durante lo svolgimento del corso

Testi

Operating System Concepts IX Ed. -Silbershatz-Galvin-Gagne. -Pearson

An Embedded Software Primer - David Simon -ISBN-13: 978-0201615692
ISBN-10: 020161569X - Ed. Pearson

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