PPP -
Projeto Político-Pedagógico
Vol.1
PPP -
Projeto Político-Pedagógico
Vol.2
PPP - Projeto Político-Pedagógico
Vol.3
Referências
|
O que são Sistemas Eletrônicos Embarcados?
A expressão em inglês Embedded Electronic System
costuma ser traduzida para o português como sistema eletrônico
embarcado, ou sistema eletrônico embutido. Esta denominação
genérica indica um sistema eletrônico que tem como base um
microprocessador, mas que diferentemente de um computador para uso
genérico, possui um software completamente dedicado ao dispositivo ou
sistema que ele controla. Assim sendo, ao contrário dos computadores de
propósito geral, como o computador pessoal, um sistema embarcado realiza
um conjunto de tarefas pré-definidas, geralmente com requisitos
específicos. Já que o sistema é dedicado a tarefas específicas, através
de técnicas adequadas pode-se aperfeiçoar o projeto, conduzindo à
redução do tamanho, dos recursos computacionais e do custo do produto
final.
Exemplos de Sistemas Eletrônicos Embarcados:
São exemplos de sistemas eletrônicos embarcados os seguintes
equipamentos:
• Telefones celulares e centrais telefônicas;
• Equipamentos para a montagem de redes de computadores, como
roteadores, hubs, switches, firewalls e Access
Point WiFi;
• Modems ADSL e de PLC (Power Line Communication);
• Controlador de injeção eletrônica de combustíveis para motores à
explosão, a gasolina, a óleo Diesel ou bio-Diesel ou sistemas
multicombustível (Flex Fuel);
• Controladores da tração, acionadores de air bags e sistemas
anti-bloqueio dos freios (freios ABS) em automóveis, motocicletas,
ônibus e caminhões;
• Equipamento de geolocalização (GPS) e de rastreamento de veículos e
cargas;
• Calculadoras eletrônicas e agendas eletrônicas de bolso;
• Controladores eletrônicos de eletrodomésticos, como fornos microondas,
máquinas de lavar e também dos refrigeradores e aparelhos de ar
condicionado mais modernos;
• Aparelhos de TV com controle remoto, CD players, DVD players e
Blue-Ray Disc players;
• Equipamentos médicos;
• Alarmes programáveis para residências e comércio;
• Videogames;
• Receptores de TV por satélite e de TV por cabo coaxial;
• Televisores digitais com telas a LCD ou plasma e monitores de
computador de LCD;
• Robôs
industriais.
Breve histórico dos Sistemas Eletrônicos Embarcados:
Nos primeiros anos dos computadores digitais na década de 1940,
os computadores eram por vezes dedicados a uma única tarefa. Eram,
entretanto, muito grandes para serem considerados embarcados. O conceito
de controlador programável foi desenvolvido algum tempo depois. O
primeiro sistema embarcado reconhecido mundialmente foi o Apollo Guidance Computer,
desenvolvido nos EUA por Charles Stark Draper no MIT para a NASA. O
"computador de guia", que operava em tempo real, era considerado o item
eletrônico mais arriscado do projeto Apollo. No projeto desenvolvido
pelo MIT foram usados circuitos integrados monolíticos para reduzir o
tamanho e peso do equipamento e aumentar a sua confiabilidade.
O primeiro sistema eletrônico embarcado que foi produzido em grande
quantidade foi o computador guia do míssil nuclear norte-americano LGM-30
(Míssil Minuteman), lançado em 1961, que possuía um disco rígido para a
memória principal. Quando a segunda versão do míssil entrou em produção
em 1966, o computador guia foi substituído por um novo, sem o disco
rígido, que constituiu o primeiro uso em grande volume de circuitos
integrados.
Desde suas primeiras aplicações na década de 1960, os sistemas
eletrônicos embarcados vêm reduzindo seu preço. Também tem havido um
aumento no poder de processamento e funcionalidade. Em 1978 foi lançada
pela National Engineering Manufacturers Association dos EUA uma
norma para microcontroladores programáveis. Em meados da década de 1980,
vários componentes externos foram integrados no mesmo chip do
processador, o que resultou em circuitos integrados chamados
microcontroladores e na difusão dos sistemas eletrônicos embarcados.
Atualmente, com a disponibilidade de microcontroladores a um custo menor
que US$ 1, tornou-se viável substituir componentes analógicos caros como
potenciômetros e capacitores por eletrônica digital controlada através
de
pequenos microcontroladores. Assim sendo, o público leigo não sabe que
sua vida é repleta de microcontroladores, embutidos em dispositivos
corriqueiros. Por exemplo, o acionamento do relógio de um forno
microondas é feito por um pequeno microcontrolador, que recebe,
interpreta e aciona o equipamento a partir dos comandos do teclado.
Também o aparelho de TV moderno possui pelo menos um microcontrolador,
que recebe os comandos do controle remoto e aciona as várias funções. O
mesmo ocorre com aparelhos de DVD e até em equipamento de som doméstico
de baixo custo. O telefone celular é um notável exemplo de um
equipamento eletrônico do tipo embedded system, pois possui em
seu interior um microprocessador, que executa diversas funções a partir
da programação básica, juntamente com as opções definidas pelo usuário.
Nos automóveis, além do sistema de injeção eletrônica, encontram-se
microcontroladores no equipamento de som, nas centrais de alarme, no
sistema anti-bloqueio dos freios (freios ABS) e no sistema de
acionamento dos airbags. Assim sendo, os veículos mais sofisticados
fazem uso de uma grande quantidade de microcontroladores; uma fonte
consultada afirma que o automóvel BMW 850i possui mais de 100
microcontroladores em seu interior.
Um episódio curioso ocorreu em uma das primeiras conferências em que se
discutiu o impacto dos microcontroladores na eletrônica, realizado em
1975 no Hotel Hilton na cidade de Nova Iorque (EUA). Um dos
palestrantes, Danny Hillis da empresa Thinking Machines Corporation,
previu que o mercado mundial de microcontroladores seria em poucos anos
na faixa de milhões de unidades produzidos a cada ano. Um dos
participantes do auditório manifestou-se contra esta idéia, afirmando
que nunca seriam necessários tanto microcontroladores no mundo. Segundo
este participante não identificado, o futuro descrito pelo palestrante
seria como se tivéssemos “um microcontrolador em cada quarto deste
hotel”. De fato, poucos anos depois outro evento realizou-se no mesmo
Hotel Hilton, que nesta época acabara de instalar fechaduras eletrônicas
nos apartamentos, acionadas por um cartão magnético entregue ao hóspede.
Ou seja, havia um microcontrolador em cada quarto do hotel, embutido na
fechadura das portas dos apartamentos.
Sistemas Eletrônicos Embarcados e Software
Dedicado:
Como visto, sistemas eletrônicos embarcados são desenvolvidos para uma
tarefa específica, ou contrário do computador comum, que pode ser usado
em diferentes aplicações. O software escrito para sistemas
embarcados é muitas vezes chamado firmware e fica
armazenado em uma memória ROM ou memória flash ao invés de um
disco rígido. Por vezes o sistema também é executado com recursos
computacionais limitados, por exemplo, sem teclado, sem tela e com pouca
memória. Sistemas eletrônicos embarcados podem possuir desde nenhuma
interface do utilizador (dedicados somente a uma tarefa) a uma interface
de utilizador completa, similar à dos sistemas operacionais desktop
(em sistemas como PDAs). Sistemas mais simples utilizam botões, LEDs ou
telas bastante limitadas, geralmente mostrando somente números ou uma
fila pequena de caracteres. Tem sido comum também a adoção de interface
baseada em browsers, como é o caso de modems e roteadores, no
qual já existe uma conexão padrão Ethernet. Isso evita o custo de uma
tela sofisticada, ainda que seja fornecida uma interface complexa e
completa a ser acessada em um computador. Sistemas mais complexos
utilizam uma interface gráfica completa, usando tecnologias como telas
sensíveis ao toque ou aquela em que o significado dos botões depende do
contexto da tela, como nos telefones celulares.
Inserção
profissional do Engenheiro de Sistemas Eletrônicos Embarcados:
No tocante ao novo Curso de Engenharia Elétrica na UFPR, a
proposta de criar a ênfase voltada à Engenharia de Sistemas
Eletrônicos Embarcados vem de encontro às necessidades do mercado
local. Na verdade tem-se já a produção e o projeto de sistemas
eletrônicos embarcados em diversas empresas de Curitiba. Desta forma a
demanda por profissionais nesta área não é só uma visão de futuro
motivada pela perspectiva da instalação de novas empresas em Curitiba,
mas trata-se de uma realidade atual do mercado local. Os profissionais
que atuam nesta área atualmente são tradicionalmente recrutados entre
egressos de cursos de Engenharia Elétrica com ênfase em Eletrônica.
Apesar de possuírem formação adequada nos tópicos de hardware,
geralmente os cursos com ênfase em Eletrônica não vão muito a fundo nas
disciplinas de programação. Ou seja, para trabalhar com Sistemas
Eletrônicos Embarcados os Engenheiros Eletricistas oriundos de cursos de
Eletrônica comumente tem que passar por uma etapa adicional de
treinamento on the job, voltado para a programação específica dos
dispositivos usados em cada caso.
Algumas empresas,
localizadas em Curitiba e que trabalham de forma intensa com projeto de
sistemas eletrônicos embarcados, são:
• Nokia-Siemens
Networks (NSN): A Nokia Siemens Networks surgiu em 2006 como uma
joint venture, a nível mundial, entre o Grupo de Negócios de Redes
da empresa finlandesa Nokia e as operações relacionadas ao fornecimento
de equipamentos e soluções para operadoras de redes fixas e móveis da
empresa alemã Siemens, com a participação de 50% de cada empresa. Em
Curitiba a NSN assumiu parte dos negócios até então sob responsabilidade
da divisão Siemens Telecomunicações, desenvolvendo equipamentos para
redes de comunicação em alta velocidade para sistemas móveis (telefonia
celular) e fixos (redes de dados e de telefonia). O Centro de Pesquisa e
Desenvolvimento da NSN em Curitiba reúne aproximadamente 230
funcionários, com perspectiva de crescimento devido ao baixo custo de
desenvolvimento apresentado no Brasil, em comparação a centros
semelhantes localizados na Europa.
• Siemens Enterprise Telecommunication: A Siemens foi a segunda
indústria a se instalar na Cidade Industrial de Curitiba, em 1975. O
setor da Siemens Telecomunicações que se dedicada a equipamentos
voltados para o mercado corporativo foi deixada de fora da joint
venture com a Nokia e manteve em Curitiba sua estrutura industrial e
de pesquisa e desenvolvimento. Atualmente são fabricados na unidade da
CIC terminais IP e equipamentos complementares para telefonia digital. O
volume de exportação chega a 40% da produção. Em 2007 a Siemens de
Curitiba exportou US$ 70 milhões, sendo que o faturamento da indústria
no Brasil totalizou R$ 500 milhões. Para 2008, a previsão é de que estes
números sejam superados.
• Bematech: Fundada por dois jovens engenheiros em 1990 (um
deles, egresso do Curso de Engenharia Elétrica da UFPR), foi a primeira
empresa brasileira a fabricar mini-impressoras em larga escala, como
também a primeira a fornecer blocos impressores integrados para
Terminais de Auto-Atendimento para transações bancárias. Nos últimos
sete anos, a companhia vendeu 600 mil equipamentos (hardware e/ou
software) para aproximadamente 350 mil clientes finais em todo
Brasil. No setor de automação comercial a Bematech é líder na venda de
hardware, com presença, por meio de suas impressoras, em 62,1%
dos caixas computadorizados (checkouts) dos estabelecimentos
automatizados, considerando uma base instalada de 400,1 mil checkouts
que contêm impressoras em janeiro de 2006.
• Robert Bosch Ltda.: A unidade Curitiba da empresa alemã Bosch
foi construída em 1978 e ocupa uma área de 590 mil metros quadrados na
CIC. Esta unidade emprega aproximadamente 4.600 colaboradores. É uma
unidade fabril voltada para a produção de sistemas de injeção eletrônica
para motores ciclo Diesel, sendo líder no mercado brasileiro neste
segmento. Tem como responsabilidade também, dentro da estrutura
organizacional da empresa Bosch, o abastecimento de todo o mercado das
Américas para sistemas de injeção de motores Diesel. Possui um centro de
desenvolvimento em Curitiba que trabalha basicamente na redução da
emissão de poluentes em motores Diesel e também na adequação de GNV e de
bio-combustível para motores Diesel. Este Centro de Pesquisa está também
desenvolvendo uma solução eletrônica de injeção combinada de óleo Diesel
com GNV para caminhões (dual fuel), inédita a nível mundial.
• Positivo Informática: Originária de um curso pré-vestibular
implantado em Curitiba em 1974, a Positivo Informática é hoje a maior
fabricante de computadores do Brasil e a número um em tecnologia
educacional, também exportada para vários países do mundo. Em 2007, a
Positivo Informática bateu recordes históricos de vendas, totalizando
receita bruta de R$ 2,092 bilhões e 1,389 milhão de PCs vendidos,
impulsionada principalmente pela consolidação de sua marca no mercado
varejista. Em Curitiba, além de unidade fabril de computadores de mesa e
de notebooks, a Positivo Informática mantém um Centro de
Pesquisas e Desenvolvimento que se dedica atualmente, entre outras
tarefas, ao desenvolvimento do conversor de sinais da TV-Digital,
compatível com o Sistema Brasileiro de TV Digital (SBTVD). Este
trabalho, no qual estão envolvidos egressos do Curso de Engenharia
Elétrica da UFPR, envolve a modificação do sistema japonês ISDB-T, pois
a decisão do Governo Brasileiro foi que o SBTVD utiliza a codificação de
vídeo no padrão H.264/MPEG-4 AVC, enquanto que no Japão é utilizado o
padrão MPEG-2.
• DATACOM: É
uma empresa especializada em soluções para redes metropolitanas de
comunicação de dados (Metro Ethernet) para o mercado de
operadoras de telecomunicações. A empresa tem já equipamentos instalados
em mais de 30 países e apresenta soluções completas desde o backbone
até o acesso de serviços. A DATACOM é uma empresa nacional inovadora que
acredita na engenharia brasileira para desenvolvimento de tecnologia de
ponta. Com mais de 500 funcionários, sendo destes mais de 200 na área de
P&D, a DATACOM conta com centro de desenvolvimento em Porto Alegre,
Curitiba e Florianópolis.
• Electrolux: A unidade fabril de Curitiba surgiu da compra em
1997 da Refrigeração Paraná S.A., que fabricava os refrigeradores da
marca Prosdócimo, pela Electrolux, maior fabricante mundial de
eletrodomésticos. A fábrica de Curitiba produzia inicialmente somente
refrigeradores e freezers, tendo nos últimos anos modernizado a sua
linha de produtos pela adoção de controles eletrônicos de temperatura,
para maior eficiência e economia do consumo de energia elétrica.
Recentemente também passou a produzir motores para aspiradores de pó. Em
2007 a Electrolux do Brasil ultrapassou a marca de quatro milhões de
produtos vendidos apenas no mercado interno, sem contar as exportações.
A empresa negocia a abertura de mais uma unidade fabril na região
metropolitana de Curitiba, na cidade de Campo Largo, em imóvel onde já
funcionou no passado a montadora Chrysler e a empresa de motores de
pequeno porte para exportação TMT Motoco.
• Wipro: A Wipro é
a terceira maior companhia de desenvolvimento de software da
Índia e já está no Brasil por meio da aquisição da européia Enabler,
especializada em varejo. A Enabler-Wipro tem escritório na cidade de
Curitiba, com cerca de 80 funcionários para dar suporte aos clientes
globais na América Latina e Estados Unidos. A Enabler-Wipro, além do
Brasil, tem escritórios também em Portugal, Reino Unido, Alemanha,
França, Itália e Espanha. O grupo Wipro teve faturamento acima de US$ 2
bilhões em 2006, conta com 56 mil funcionários, 40 centros de
desenvolvimento espalhados pelo mundo e em sua carteira 89 clientes da
lista das empresas “Global 500”. Os planos são de expansão da sua base
em Curitiba, tomando partido do menor custo de operação no Brasil em
comparação com as unidades situadas na Europa.
• Atos Origin: É uma das principais consultorias mundiais em
Tecnologia da Informação, e está abrindo um Centro de Offshore em
Curitiba. A Atos Origin é um prestador internacional de serviços de
tecnologia da informação, que gera receitas anuais superiores a 5,4
bilhões de Euros e emprega mais de 50 mil pessoas em 40 países. A
instalação do Centro de Offshore em Curitiba da empresa Atos
Origin prevê a contratação de mil profissionais em 2008, até chegar a um
total de dois mil em 2010.
• GLT do HSBC: O banco HSBC instalou-se em Curitiba com a
aquisição da massa falida do Banco Bamerindus. Desde 2006 tem em
Curitiba uma unidade denominada “Centro de Tecnologia Global” (GLT),
única existente no Brasil. Este é o terceiro centro deste tipo da
organização em todo o mundo. Os outros dois centros estão hoje na Índia,
com 3,7 mil funcionários, e na China, com mil empregados. O GLT do HSBC
em Curitiba tem atualmente cerca de 200 funcionários, com previsão para
chegar a ter um total de dois mil profissionais no prazo de três anos.
• SIEMENS: A divisão Power Transmission and Distribution
da empresa Siemens tem uma parceira com o LACTEC na área de software
para gerenciamento de sistemas de energia elétrica já há dois anos. O
contrato foi firmado inicialmente para o desenvolvimento de uma nova
versão do software de supervisão comercializado pela Siemens,
principalmente no mercado norte-americano de utilities de energia
elétrica. A equipe inicial foi formada por oito grupos de pesquisa, num
total de 42 pessoas. Recentemente a empresa Siemens renovou o contrato
com a LACTEC para um novo projeto a ser desenvolvido até 2012, destinado
ao desenvolvimento completo de soluções aplicadas no segmento de
energia. A intenção em 2008 é contratar mais 80 pesquisadores, que irão
a Minneapolis (EUA), sede da divisão Power Transmission and
Distribution da Siemens, para um treinamento específico por 30 a 90
dias. Após isso os profissionais retornarão a Curitiba, que será
doravante a sede mundial de desenvolvimento de software para a divisão
Power Transmission and Distribution da Siemens.
No que a ênfase em Sistemas Eletrônicos
Embarcados difere de outros cursos de Engenharia?
A proposta do turno noturno do Curso de Engenharia Elétrica na UFPR, com ênfase
em Engenharia de Sistemas Eletrônicos Embarcados, conduz a um
currículo em muitos aspectos semelhantes aos cursos de Engenharia da
Computação. No entanto, os cursos de Engenharia da Computação costumam
ir bastante a fundo no estudo da arquitetura de computadores de uso
genérico, incluindo assim tópicos em compiladores e estruturas de dados.
No currículo do turno
noturno do Curso de Engenharia Elétrica da UFPR as disciplinas voltam-se mais aos microcontroladores
simples e de baixo custo do que aos poderosos microprocessadores dos
computadores pessoais, habilitando o egresso a desenvolver sistemas
eletrônicos digitais para aplicações específicas. É interessante também
observar que, na legislação mais recente emanada pelo CONFEA – Conselho
Federal de Engenharia, Arquitetura e Agronomia (Resolução nº 1.010, de
22 de agosto de 2005), as atividades referentes a Sistemas Embarcados
estão listadas entre as atribuições dos Engenheiros de Eletrônica,
e não nas dos Engenheiros de Computação.
Com esta colocação, a ênfase em Engenharia de Sistemas Eletrônicos
Embarcados no turno noturno de Engenharia Elétrica da UFPR tem um
caráter inédito a nível nacional, uma vez que não foi encontrado nas
referências pesquisadas nenhum outro curso de graduação com este perfil no Brasil. Já
no exterior a ênfase em Embedded Systems é presença comum
em cursos de Engenharia de diversas instituições de reconhecida
competência.
Clique aqui para ver a relação de disciplinas do turno noturno
do Curso de Engenharia Elétrica da UFPR.
Para entrar em contato, clique aqui.
Departamento
de Engenharia Elétrica da UFPR |
|
