1 Perspectivas y Oportunidades de la Educación en Sistemas Incrustados (Embedded Systems) M. en C. Gerardo Padilla Dr. Cuauhtémoc Lemus Olalde Octubre 22-24, 2003 Perspectivas y Oportunidades de la Educación en Sistemas Incrustados (Embedded Systems) M. en C. Gerardo Padilla Dr. Cuauhtémoc Lemus Olalde Octubre 22-24, 2003 XVI Congreso Nacional y II Congreso Internacional de Informática y Computación XVI Congreso Nacional y II Congreso Internacional de Informática y Computación

2 Contenido Introducción –Conceptos Generales –Ejemplos La Oportunidad –Mercado Potencial –Oportunidad: PDIS Estrategia Formación de Personal Perspectivas –Cuerpo de Conocimiento Cuestionamientos y Tendencias Conclusiones

3 Los beneficios de la complejidad ¿Alguna vez tuvo que reiniciar su teléfono analógico? ¿Cuántas funcionalidades adicionales tenía su teléfono analógico?

4 Introducción

5 Conceptos Generales Embedded System (Sistema incrustado - microsistema) – –Un sistema incrustado se define como la automatización dada por un sistema computacional insertado en algún productoFirmware –Es el programa que es almacenado en una memoria de solo lectura (Programmable ROM) Introducción La Oportunidad Perspectivas Cuestionamientos y Tendencias Conclusiones

6 Características importantes de Sistemas Incrustados Interacción estrecha con el mundo físico Por lo regular opera en tiempo real Recursos limitados: memoria, energía, tiempo de CPU, etc. Difícil de modificar una vez que ha sido liberado –Software debe de ser confiable Introducción La Oportunidad Perspectivas Cuestionamientos y Tendencias Conclusiones

7 Más detalles sobre SI Un típico sistema incrustado consiste de una tarjeta de microcomputadora con software en ROM, el cual corre una aplicación con un propósito específico desde que es prendida hasta que es apagada (si esto llega a ocurrir). Un sistema incrustado puede incluir un sistema operativo, no tiene periféricos comunes como teclado, monitor, dispositivo de almacenamiento, etc., o algún tipo de interfase de usuario a menos que sea requerido por el sistema del cual forma parte. Por lo regular debe de proveer respuesta en tiempo real. Introducción La Oportunidad Perspectivas Cuestionamientos y Tendencias Conclusiones

8 Precisión importante Sistemas incrustados (Embedded systems) forman parte también del dominio denominado Tecnologías de la Información Introducción La Oportunidad Perspectivas Cuestionamientos y Tendencias Conclusiones

9 Sistemas Incrustados (Batería) Introducción La Oportunidad Perspectivas Cuestionamientos y Tendencias Conclusiones

10 Sistemas Incrustados (Energía limitada) Introducción La Oportunidad Perspectivas Cuestionamientos y Tendencias Conclusiones

11 Es básicamente un servidor de web, que corre en algún dispositivo con el fin de controlar y configurar este a través del web aprovechando la universalidad de esta interfaz El mantenimiento al software ocurre en los microcontroladores en red el cual contiene el código de aplicación y código HTML GUI. El código puede ser actualizado desde cualquier browser con la apropiada seguridad. El costo de administración es reducido drásticamente simplificando mantenimiento y soporte. Web Server Incrustado Introducción La Oportunidad Perspectivas Cuestionamientos y Tendencias Conclusiones

12 La Oportunidad

13 Mercado Potencial Mercado altamente cotizado por otras naciones (21 Billón USD)* Mercado*Participación Aplicaciones en telecomunicaciones, computación, comunicación de datos 34% Electrónica de consumo 20% Automatización Industrial 19% Industria Automotriz 10% Automatización de oficinas 8% * Krishnadas, K.C., India Seeks Global Role In Embedded Software, Electronic Engineering Times, April 2003. Introducción La Oportunidad Perspectivas Cuestionamientos y Tendencias Conclusiones

14 PDIS: El Programa para el Desarrollo de la Industria de Software “…elevar y extender la competitividad del país, mediante la estrategia de promover el uso y aprovechamiento de la tecnología y de la información”. –Establecer convenios de transferencia de tecnología Escaparate Tecnológico Europeo Escaparate Tecnológico Europeo –Fortalecer programas de postgrado y de licenciatura con la currícula propuesta para sistema incrustados (http://www.artes.uu.se) http://www.artes.uu.se Diseño y desarrollo de sistemas incrustados –Diseñar programa de capacitación industrial Centro de Educación (Global education Hub (http://www.cnn.com/2003/EDUCATION/10/13/singapo re.education.reut/) http://www.cnn.com/2003/EDUCATION/10/13/singapo re.education.reut/http://www.cnn.com/2003/EDUCATION/10/13/singapo re.education.reut/ –Generar servicios de educación aproximadamente 5% del producto interno bruto para la siguiente década –Mercado de educación internacional se estima en USD $2.2 trillones –Factores importantes: Calidad de la Educación Introducción La Oportunidad Perspectivas Cuestionamientos y Tendencias Conclusiones

15 Perspectivas

16 Hechos Internacionales Existen consorcios europeos destinados en la promoción de dicha industria –ARTIST (http://www.artist-embedded.org) Panorámica general de la industria Curriculum para posgrado (Cuerpo de conocimiento) Países como India y Singapur están construyendo corredores destinados a dicha industria Corea destina grandes recursos en la formación de recursos orientados a la investigación Introducción La Oportunidad Perspectivas Cuestionamientos y Tendencias Conclusiones

17 Cuerpo de Conocimiento ÁreaHabilidad Computación e Ingeniería Algoritmos, teoría de lenguajes, programación imperativa, circuitos, sistemas operativos, modelación, etc. Procesamiento de señales y control básico Modelado físico de señales, control, etc. Teoría de la computación Semántica de lenguajes Tiempo Real Sistemas (hard y soft), sincronicidad, asincronicidad, compilación, diseño basado en componentes, etc. Sistemas Distribuidos Diseño de algoritmos, protocolos, V & V de sistemas Optimización y Evaluación Consumo de energía, ganancia, calidad del servicio, tiempo ejecución, etc. Ingeniería y Arquitectura de Sistemas Dominios de aplicación, UML para diseño de sistemas de tiempo real, CBD. Arquitecturas de Sistemas (proceso y producto) Calidad de Procesos y Calidad del Producto Proceso de Ingeniería de software, métricas, calidad de software Introducción La Oportunidad Perspectivas Cuestionamientos y Tendencias Conclusiones

18

19 ¿Cuáles Universidades tendrían planes de estudio afines a la currícula propuesta para sistemas incrustados? –Pudieran ser aquellas que tengan carreras híbridas, tales como sistemas electrónicos, cibernética, etc. ¿Cuales carreras serían las que tendrían mayor afinidad a sistemas incrustados? –No existe ninguna carrera que contribuya en su totalidad a los sistemas incrustados, sin embargo hay ciertas carreras que son base potencial para tener alguna especialización en sistemas incrustados: Cabe mencionar que estas carreras requieren de ciertos cursos para reforzar las áreas básicas relacionadas con sistemas incrustados. –Ingeniería en Sistemas Electrónicos –Ingeniería en Electrónica –Ingeniería en Computación Postgrado en Ingeniería Eléctrica opción en Sistemas Electrónicos Postgrado en Ingeniería Eléctrica opción en Sistemas ElectrónicosIntroducción La Oportunidad Perspectivas Cuestionamientos y Tendencias Conclusiones Cuestionamientos

20 ¿Existen esfuerzos relacionados con sistemas incrustados? –Si, actualmente existe un programa dirigido por el CINVESTAV unidad Guadalajara, Intel y el COECYTJAL. El programa se denomina PADTS. http://www.cts-design.com/ http://www.cts-design.com/ Liderazgo en la formación de diseñadores (electrónicos) de alto nivel Contribuir al desarrollo económico del diseño económico en México ¿Que áreas de conocimiento actuales pueden combinarse para fortalecer el área de sistemas incrustados? –Se tienen las siguientes áreas de fortaleza en México (en la mayoría de los casos dispersas): Control Sistemas Distribuidos Ingeniería de Software y Arquitectura de Sistemas Diseño digital Ciencias de la Computación Métodos Formales Procesos de Desarrollo Señales y sistemas (Telecomunicaciones) Optimización Introducción La Oportunidad Perspectivas Cuestionamiento s/Tendencias Conclusiones Cuestionamientos

21 Tendencias El desarrollo de Linux incrustado se está desarrollando rápidamente (bootloader, sistema de archivos y GUI). Linux incrustado Linux incrustado El desarrollo de aplicaciones siguiendo las tecnologías Windows CE, Windows XP Embedded Extreme Programming y Sistemas Incrustados Extreme Programming y Sistemas Incrustados –Progreso en el desarrollo de sistemas incrustados al no contar con el hardware necesario Introducción La Oportunidad Perspectivas Cuestionamientos y TendenciasConclusiones

22 Tendencias Casas inteligentes, ejemplo de tecnología y automatización Casas inteligentes, ejemplo de tecnología y automatización –Domótica: Conjunto de servicios proporcionados por sistemas tecnológicos integrados, como el mejor medio para satisfacer estas necesidades básicas de seguridad, comunicación, gestión energética y confort del hombre y de su entorno más cercano. –Aplicar la tecnología de la automatización y el control enfocado al hogar, considerando además un ahorro del consumo energético que van desde el uso de sistemas de climatización, juegos de luces, persianas, gas, red telefónica hasta alarmas de seguridad Domótica Viva S. L. (http://www.domoticaviva.com/) http://www.domoticaviva.com/ Domointel (http://www.domointel.com/) http://www.domointel.com/ Casadomo (http://www.casadomo.com) http://www.casadomo.com MyCasa Network(http://www.mycasanetwork.com/) http://www.mycasanetwork.com/ HKS (http://www.hksinc.com/) http://www.hksinc.com/ –Diplomados Instituto Nacional de la Casa Inteligente Ingeniería en Sistemas de Comunicación y Electrónica ELITE SA de CV Instituto de Arquitectura y Urbanismo de la Ciudad de México, así como la Universidad del Valle de México Introducción La Oportunidad Perspectivas Cuestionamientos y Tendencias Conclusiones

23 Conclusiones Red de Expertos en microsistemas (http://www.mural.com/ciencia/articulo/299057/) http://www.mural.com/ciencia/articulo/299057/ La red está conformada por expertos de la Universidad Autónoma de Puebla, UNAM, Cinvestav, Universidad de Guadalajara, Universidad Veracruzana, el Tec de Monterrey, el Instituto Tecnológico de Irapuato, el INAOE, IIE y el IMP. Las 10 universidades de la red, junto con la Fundación México-Estados Unidos para la Ciencia y el Conacyt, realizarán un encuentro binacional para vincular a científicos e inversionistas en esta área que se estima generará en el 2006, un mercado de 80 mil millones de dólares a nivel mundial. Calidad –Servicio –Educación Enfoque dual de sistemas incrustados (Hardware y Software) –Adopción de tecnología Hardware –Técnicas y métodos de elaboración de circuitos electrónicos –Convenios de transferencia de tecnología Software –Herramienta UML Case para Sistemas Incrustados (http://www.gentleware.com/products/descriptions/emb.php4) http://www.gentleware.com/products/descriptions/emb.php4 –Convenios de transferencia de tecnología Introducción La Oportunidad Perspectivas Cuestionamientos y Tendencias Conclusiones

24 Referencias ARTES, Embedded Systems and the Future of Swedish IT-Research, 2000. Disponible en http://www.artes.uu.se. http://www.artes.uu.se Advanced Real-Time System Consortium (ARTIST), Guidelines for Graduate Curriculum on Embedded Software and Systems, 2003. Sixth Draft. Disponible en http://www.systemes-critiques.org/ARTIST/. http://www.systemes-critiques.org/ARTIST/ Krishnadas, K.C., India Seeks Global Role In Embedded Software, Electronic Engineering Times, April 2003. Disponible en http://www.eetasia.com. http://www.eetasia.com Fung, M., A Spotlight On The Embedded Software industry, Mirus’ E-Newsletter, 2001. Disponible en http://www.imakenews.com/rcwmirus/e_article00002960 6.cfm. http://www.imakenews.com/rcwmirus/e_article00002960 6.cfm http://www.imakenews.com/rcwmirus/e_article00002960 6.cfm Secretaría de Economía, Programa para el Desarrollo de la Industria de Software, 2001. Disponible en http://www.economia.gob.mx/?P=1128 http://www.economia.gob.mx/?P=1128 Wang, Y. and King, G. Software Engineering Processes: Principles and Applications. CRC Press, 2000.

25 Preguntas? Grupo de Ingeniería de Software [email protected] www.cimat.mx/ingsoft Octubre 22-24, 2003 Grupo de Ingeniería de Software [email protected] www.cimat.mx/ingsoft Octubre 22-24, 2003