L'insegnamento e' tenuto in italiano. Insegnamento facoltativo per la laurea magistrale in Ingegneria Elettronica, collocato al primo periodo didattico del I anno. Il corso di Integrazione di Sistemi Embedded è concepito per fornire una panoramica completa sugli strumenti e le metodologie necessarie per progettare e implementare sistemi embedded complessi. Il percorso formativo inizia con la metodologia di progetto. Successivamente. viene trattato il linguaggio di comando Bash, utile per la gestione efficiente dei processi e delle automazioni di sistema, nonché per l'automazione dei processi di sviluppo tramite C++. Verranno introdotti i linguaggi di scripting, partendo dai fondamentali del Bash e dall'uso di utility come sed, awk e grep, fino al controllo di flusso e alla gestione dei processi, strumentali per aumentare l’efficienza nella gestione e automazione dei sistemi embedded. Gli studenti apprenderanno anche l'utilizzo di sistemi operativi real-time come FreeRTOS, specificamente applicato alle piattaforme STM32, sviluppando competenze nella gestione dei task, della memoria e nella comunicazione tra task in un contesto real-time, con particolare attenzione alla sincronizzazione e gestione degli interrupt. A completamento del quadro, verranno affrontati i fondamenti del versioning, essenziale per la gestione delle modifiche nel software embedded, insieme a concetti avanzati come la gestione della memoria, la corretta organizzazione dei progetti e la fase cruciale di compilazione in C, incluso l'uso di Makefiles e tecniche di cross-compilazione. Il corso si estende anche alla programmazione in C++, dove si tratteranno le strutture dati, le classi e concetti avanzati come l'overloading, l'ereditarietà e il polimorfismo, la gestione dei file e l'ottimizzazione per sistemi a basso consumo energetico.

- Apprendere la base dei principali tipi di linguaggi di scripting - Apprendere il linguaggio Bash - Apprendere la struttura di una applicazione per sistemi embedded - Apprendere le tecniche di programmazione C specificamente orientate ai sistemi embedded - Analizzare le prestazioni del firmware di un sistema embedded, al fine di ottimizzare le sezioni critiche dal punto di vista dell’utilizzo delle risorse hardware del sistema - Gestire un sistema software complesso e in evoluzione, mediante tecniche di versioning - Sviluppare software in team, con il supporto di software di versioning e multibranching - Apprendere linguaggio C++

E’ necessaria la conoscenza dell’architettura di un sistema di elaborazione dati. In particolare e’ necessario conoscere l’architettura e i meccanismi di funzionamento di un microprocessore, del sistema di memoria, e dei principali tipi di periferiche (porte seriali, parallele, timer, convertitori A/D e D/A) Inoltre e’ necessaria la conoscenza del linguaggio di programmazione ‘C’. E' utile la conoscenza del microcontrollore STM32 e del relativo ambiente di programmazione

- Strumenti per la programmazione di sistemi embedded (1,5 CFU) - Linguaggi di scripting - panoramica - Shell (Bash) - Programmi di utilita’ (sed, grep… ) - Programmazione di sistemi embedded (2,5 CFU) - Struttura del codice eseguibile - Struttura di un’applicazione in sistemi real-time - Processo di compilazione e cross-compilazione - Automazione del processo di compilazione - Procedure di test e test units - Gestione delle versioni - Strumenti di automatizzazione per i processi simulativi: (2 CFU) - Caratteristiche del linguaggio C++ - Fondamenti di programmazione ad oggetti in C++ - Utilizzo del linguaggio per l’automatizzazione dei processi di simulazione

Le esercitazioni in aula riguardano piccoli progetti, relativi a quanto trattato nelle lezioni immediatamente precedenti. Le esercitazioni sperimentali di laboratorio che comprendono due esercitazioni sul linguaggio Bash per la gestione del sistema embedded, cinque esercitazioni sul linguaggio C in ambiente bare metal, tre esercitazioni sul linguaggio C++ per l’automatizzazione dei processi di simulazione di circuiti digitali Il numero di esercitazioni previste e' 10 e sono condotte in laboratorio da gruppi di 3 studenti. Le esercitazioni vengono valutate dai docenti durante i laboratori stessi, gli esercizi dovranno essere altresì tramite portale della didattica prima dell'inizio. La media delle valutazioni di tutti i laboratori pesa il 20% della valutazione finale.

I testi che coprono buona parte degli argomenti dell'insegnamento sono: Learning the bash Shell, Cameron Newham, O'Reilly Media Mastering Regular Expressions, Jeffrey Friedl, O'Reilly Media F.Vahid, T. Givargis, "Embedded System Design: A Unified Hardware/Software Introduction", John Wiley and Sons C++ How to program, Pearson Sono disponibili copie dei lucidi utilizzati nelle lezioni, e i manuali per le esercitazioni di laboratorio, corredati delle caratteristiche dei componenti utilizzati. Tutto il materiale didattico e' scaricabile attraverso il portale della didattica.

Slides; Esercizi; Esercizi risolti; Esercitazioni di laboratorio; Video lezioni tratte da anni precedenti;

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova scritta in aula tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;

Exam: Written test; Computer-based written test in class using POLITO platform;

... L'esame consiste in una prova scritta (2 ore) con due esercizi di programmazione inerenti ai linguaggi presentati a lezione (C, C++ e Bash) e una domanda a risposta aperta relativa alla parte teorica. Non è possibile consultare libri o altro materiale durante l'esame. La valutazione delle relazioni si basera' sulla corretta applicazione della metodologia di progetto presentata in aula, e sulla chiarezza di esposizione di quanto elaborato dai candidati. L'esame scritto vale l'80% della valutazione finale mentre il 20% viene attributo alla valutazione dei laboratori così come indicato nella sezione "Organizzazione dell'insegnamento".

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.