Laboratório de Integração                            de Software e Hardware                                 28 Anos de Pes...
LISHA           Fundado em março de 1984 para promover a            pesquisa na fronteira entre hardware e software      ...
Orçamento Anual de Pesquisa     R$ mil       1800       1600       1400       1200       1000         800         600     ...
Produção Científica    20                                                                                                 ...
Colaboradores Atuais                                                                                           Professores...
Inovação           UFSC                               conhecimento                              inovação                 C...
ParceriasFlorianópolis, Abril de 2012   Prof. Dr. Antônio Augusto Fröhlich (http://www.lisha.ufsc.br)   7 / 32
Sistemas Embarcados   “Hardware e software que formam um component   de um sistema maior, o qual se espera que opere   sem...
Integração Extrema           Avanços recentes da microeletrônica nos            permitem integrar projetos complexos de  ...
Complexidade de Projeto                               [Black & Donovan, 2009]Florianópolis, Abril de 2012                P...
Componentes                                                 SOFTWARE                                                      ...
Níveis de Abstração                                                                                               modelos ...
Hardware x Software                               TLM                                                      OOP            ...
CIA² Project         Building Smart Cities: from environment instrumentation to          application development        ...
CIA² Research Network                                                                        IECOM                        ...
CIA² Challenge: Integration                                                                       Picture by ZTEUNB – Apr ...
UFMG: Urban Traffic MonitoringUNB – Apr 2011   Antônio Augusto Fröhlich (http://www.lisha.ufsc.br)   21 / 32
UFPR: Climate Monitoring                                                                         effect                 ca...
USP: River MonitoringUNB – Apr 2011   Antônio Augusto Fröhlich (http://www.lisha.ufsc.br)   23 / 32
UFSC/LISHA: Internet of Things                                             Trillions of objects                          ...
OpenEPOS@EPOSMote                                                   Application                                  System Ab...
Green Building:   Power Generation                                               Block A - 35,643 kWp       Crystalline Si...
Green Building:   Smart Outlet                                             Standard outlet                               ...
UFSC Research Center on   Renewable Energies                                 InPETRO                                     I...
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SIBRATECUNB – Apr 2011   Antônio Augusto Fröhlich (http://www.lisha.ufsc.br)   30 / 32
Educação para SE                                                                          Ciência                         ...
Final Remarks         Now is the right time to make our Cities smarter         IoT is a fundamental piece of future Smar...
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Uma reflexão sobre os 28 anos de pesquisa no laboratório de integração de software e hardware da ufsc

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O Laboratório de Integração de Software e Harwdware da UFSC foi fundado em março de 1984 com a missão de desenvolver pesquisas na fronteira entre hardware e software. Desde então, vem desenvolvendo soluções inovadoras para o desenvolvimento de sistemas computacionais dedicados através da agregação de componentes de hardware e de software previamente validados. Esta caminhada conduziu o grupo por importantes áreas de aplicação, incluindo redes de computadores, telemedicina, televisão digital, telecomunicações e, mais recentemente, cidades inteligentes, smart grid e a Internet das coisas. Prestes a completarem 30 anos, tem nesta apresentação uma reflexão sobre a caminhada até o presente com o objetivo de traçar diretrizes para o futuro próximo.

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Uma reflexão sobre os 28 anos de pesquisa no laboratório de integração de software e hardware da ufsc

  1. 1. Laboratório de Integração de Software e Hardware 28 Anos de Pesquisa Prof. Dr. Antônio Augusto Fröhlich guto@lisha.ufsc.br http://www.lisha.ufsc.br/ Abril de 2012Florianópolis, Abril de 2012 Prof. Dr. Antônio Augusto Fröhlich (http://www.lisha.ufsc.br) 1 / 32
  2. 2. LISHA  Fundado em março de 1984 para promover a pesquisa na fronteira entre hardware e software  Gerações: Período Líder Foco 1984-1992 Prof. Specialski Redes de Computadores 1992-1997 Prof. Leite Redes, TMN e SO 1997-2001 Prof. Wangenheim Telemedicina 2002- Prof. Fröhlich Sistemas EmbarcadosFlorianópolis, Abril de 2012 Prof. Dr. Antônio Augusto Fröhlich (http://www.lisha.ufsc.br) 2 / 32
  3. 3. Orçamento Anual de Pesquisa R$ mil 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012*Florianópolis, Abril de 2012 Prof. Dr. Antônio Augusto Fröhlich (http://www.lisha.ufsc.br) 3 / 32
  4. 4. Produção Científica 20 Internacional 18 Nacional 16 14 12 10 8 6 4 2 0 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012*Florianópolis, Abril de 2012 Prof. Dr. Antônio Augusto Fröhlich (http://www.lisha.ufsc.br) 4 / 32
  5. 5. Colaboradores Atuais Professores (8) Associados (6) Doutorandos (5) Mestrandos (10) Graduandos (7) Administração (2)Florianópolis, Abril de 2012 Prof. Dr. Antônio Augusto Fröhlich (http://www.lisha.ufsc.br) 5 / 32
  6. 6. Inovação UFSC conhecimento inovação Cursos LISHA Empresas Ensino Pesquisa ProdutoFlorianópolis, Abril de 2012 Prof. Dr. Antônio Augusto Fröhlich (http://www.lisha.ufsc.br) 6 / 32
  7. 7. ParceriasFlorianópolis, Abril de 2012 Prof. Dr. Antônio Augusto Fröhlich (http://www.lisha.ufsc.br) 7 / 32
  8. 8. Sistemas Embarcados “Hardware e software que formam um component de um sistema maior, o qual se espera que opere sem intervenção humana.” [Foldoc]Florianópolis, Abril de 2012 Prof. Dr. Antônio Augusto Fröhlich (http://www.lisha.ufsc.br) 8 / 32
  9. 9. Integração Extrema  Avanços recentes da microeletrônica nos permitem integrar projetos complexos de hardware em um único chip  Com o software adequado, podemos falar em Embedded System-On-a-ChipFlorianópolis, Abril de 2012 Prof. Dr. Antônio Augusto Fröhlich (http://www.lisha.ufsc.br) 10 / 32
  10. 10. Complexidade de Projeto [Black & Donovan, 2009]Florianópolis, Abril de 2012 Prof. Dr. Antônio Augusto Fröhlich (http://www.lisha.ufsc.br) 13 / 32
  11. 11. Componentes SOFTWARE OO++ funções módulos classes VB Java modelos 1960 1970 1980 1990 20xx circuítos CIs ISA HDL IPs plataformas HARDWAREFlorianópolis, Abril de 2012 Prof. Dr. Antônio Augusto Fröhlich (http://www.lisha.ufsc.br) 14 / 32
  12. 12. Níveis de Abstração modelos linguagens de alto nível assembly ADDI $SP,$SP,–8 for(int i = 0;i < 10;++i) SW $A0,4($SP) do_something(i); SW $RA,0($SP) always @(sel or a or b) begin if(sel == 1) f = a; else f = b; end transistor porta lógica RTLFlorianópolis, Abril de 2012 Prof. Dr. Antônio Augusto Fröhlich (http://www.lisha.ufsc.br) 15 / 32
  13. 13. Hardware x Software TLM OOP C2 C3 C1 C2 C3 C1 SC_MODULE(C1) { class C1 { … … sc_port<...> *outport; C2 c2; … … void c1_behavior(){ void c1_behavior(){ … … outport->operation0(...); c2.operation0(...); … … outport->operation1(...); c2.operation1(...); ... ... } } ... ... }; };Florianópolis, Abril de 2012 Prof. Dr. Antônio Augusto Fröhlich (http://www.lisha.ufsc.br) 16 / 32
  14. 14. CIA² Project  Building Smart Cities: from environment instrumentation to application development  Network of 18 Brazilian Universities  Sponsored by CTICUNB – Apr 2011 Antônio Augusto Fröhlich (http://www.lisha.ufsc.br) 18 / 32
  15. 15. CIA² Research Network IECOM UFAL UFF UFMG UFPA UFRJ UFSC UNB UNIFOR PUC-RIO UFES UFG UFOP UFPR UFRN UFSJ UNICAMP USPUNB – Apr 2011 Antônio Augusto Fröhlich (http://www.lisha.ufsc.br) 19 / 32
  16. 16. CIA² Challenge: Integration Picture by ZTEUNB – Apr 2011 Antônio Augusto Fröhlich (http://www.lisha.ufsc.br) 20 / 32
  17. 17. UFMG: Urban Traffic MonitoringUNB – Apr 2011 Antônio Augusto Fröhlich (http://www.lisha.ufsc.br) 21 / 32
  18. 18. UFPR: Climate Monitoring effect causeUNB – Apr 2011 Antônio Augusto Fröhlich (http://www.lisha.ufsc.br) 22 / 32
  19. 19. USP: River MonitoringUNB – Apr 2011 Antônio Augusto Fröhlich (http://www.lisha.ufsc.br) 23 / 32
  20. 20. UFSC/LISHA: Internet of Things  Trillions of objects  Parallel, asynchronous events  Self-configuring, dependable, energy-aware wireless sensor network  Aware of time and space  Started with RFIDsUNB – Apr 2011 Antônio Augusto Fröhlich (http://www.lisha.ufsc.br) 24 / 32
  21. 21. OpenEPOS@EPOSMote Application System Abstractions Network TCP IP Sensors EPOS Process Memory Power C-MAC Actuators Hardware Mediators Sen / Act Sensor X IEEE ARM7 EPOSMote Actuator Y 802.15.4 sw hw SPI Source I ARM7 Oscillator Sensor X I2C Rx/Tx UART Source II Radio Antenna Actuator Y ADC Power Memory EPOSMote Sen / ActUNB – Apr 2011 Antônio Augusto Fröhlich (http://www.lisha.ufsc.br) 25 / 32
  22. 22. Green Building: Power Generation Block A - 35,643 kWp Crystalline Silicon c-SI – Pluto 205 (7,995 kWp) Amorph Silicon a-SI – PVL 144 (27,648 kWp) CIGS – ASCENT 140 (6,720 kWp) Crystaline Silicon c-SI – Pluto 205 (7,790 kWp) Block B - 14,51 kWp TOTAL POWER 50,153 kWpUNB – Apr 2011 Antônio Augusto Fröhlich (http://www.lisha.ufsc.br) 26 / 32
  23. 23. Green Building: Smart Outlet  Standard outlet  PLC communication ● Sensors ● Actuators ● Control  Energy meter  Low-power standbyUNB – Apr 2011 Antônio Augusto Fröhlich (http://www.lisha.ufsc.br) 27 / 32
  24. 24. UFSC Research Center on Renewable Energies InPETRO Institu toUNB – Apr 2011 Antônio Augusto Fröhlich (http://www.lisha.ufsc.br) 28 / 32
  25. 25. UFSC Research Center on Renewable Energies ■ Parking ■ Work ■ Toilets ■ Living 5000 m² ■ Moving ■ AccessUNB – Apr 2011 Antônio Augusto Fröhlich (http://www.lisha.ufsc.br) 29 / 32
  26. 26. SIBRATECUNB – Apr 2011 Antônio Augusto Fröhlich (http://www.lisha.ufsc.br) 30 / 32
  27. 27. Educação para SE Ciência Engenharia da Elétrica Computação Sistemas Embarcados  Sistemas embarcados são frutos de projetos intrinsecamente multidisciplinares  Profissional ainda não preparado adequadamente pelas universidadesFlorianópolis, Abril de 2012 Prof. Dr. Antônio Augusto Fröhlich (http://www.lisha.ufsc.br) 31 / 32
  28. 28. Final Remarks  Now is the right time to make our Cities smarter  IoT is a fundamental piece of future Smart Cities  First Smart Cities demonstrators ● PC and smartphone technology ● Oversized, hard to verify, not green ● Ordinary TCP/IP (v4/v6) ● Nonotion of time and space  Next technological milestones ● Cross-layer optimization (protocol integration) ● Routing, transport, positioning, timing ● Service-oriented elements ● Dynamic adaptation ● Reactive adaptation of parameters (e.g. duty cycle) ● Coordinated protocol alterations (aided by a meta-protocol) ● Privacy and TrustfulnessUNB – Apr 2011 Antônio Augusto Fröhlich (http://www.lisha.ufsc.br) 32 / 32

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