Istruzione e ricerca nello sviluppo dei sistemi embedded

La recente conferenza internazionale Ederc 2014 (European Embedded Design in Education & Research Conference) tenutasi a Milano, promossa da Texas Instruments e con la sponsorizzata tecnica di Ieee (Institute of Electrical and Electronics Engineer) ed Eurasip (European Association for Signal Processing), è la conferma emblematica che l’innovazione passa soprattutto attraverso l’istruzione e la ricerca. I sistemi embedded rappresentano uno dei più importanti settori tecnologici in cui la ricerca e l’istruzione nelle università svolgono un ruolo importante per sostenere il processo di innovazione tecnologica per l’industria. Non è quindi un caso che questa conferenza, promossa da un importante produttore di tecnologie microelettroniche avanzate come Texas Instruments e sponsorizzata da associazioni scientifiche di alto profilo come la Ieee e la Eurasip abbia stimolato università e centri di ricerca di tutto il mondo a presentare lavori di ricerca e modelli educativi che fanno riferimento alle tecnologie allo stato dell’arte dei sistemi embedded, con particolare attenzione ai Dsp, ai microcontrollori e alle tecnologie analogiche. La partecipazione da parte delle università e delle industrie è stata notevole, sia in termini di numero di contributi scientifici, sia in termini di casi applicativi prototipati e anche preindustriali presentati nelle sessioni demo (show & tell). Inoltre, una serie di keynote e di tutorial hanno prodotto un quadro estremamente attuale dell’attività di ricerca e sviluppo relativo ai sistemi embedded.

Spunti di innovazione

Interessanti spunti di innovazione sono emersi dai keynote e dagli invited talk. Tra questi un keynote, quella dell’Università di Udine e di WiTiKee, ha riguardato il tema della comunicazione sulle linee di alimentazione elettrica relativamente ai recenti progressi tecnologici e in considerazione della importanza di questa tecnologia data la presenza della rete di distribuzione dell’elettricità sia in ambito industriale, sia in ambito domestico e dei trasporti. Oltre ad evidenziare la potenzialità di questo modello di comunicazione a forte connotazione embedded, sono state presentate le nuove soluzioni di modulazione, come quelle basate sul filtraggio a banchi combinato con algoritmi di codifica e allocazione intelligente delle risorse per ottenere migliori prestazioni e coesistenza con le altre tecnologie di comunicazione. Un tutorial di Microsoft ha invece riguardato il tema della connettività dei sistemi embedded al cloud, evidenziando la problematica della crescente complessità che gli innumerevoli sensori presenti praticamente ovunque stanno ponendo relativamente alla raccolta dei dati e all’analisi degli stessi sulla rete pubblica internet e di come questa problematica possa essere risolta tramite i sistemi basati sul cloud di sistemi interconnessi via internet.

Istruzione, progettazione, programmazione

Tre tutorial hanno focalizzato tre argomenti importanti del mondo embedded, l’istruzione in ambito ingegneristico, la progettazione di driver elettrici sensorless e la programmazione di Dsp multicore. Il tutorial educational della City University di Dublino ha riguardato il BeagleBone, una piattaforma di computing basata su Arm, piccola e a basso costo, adatta a supportare un’ampia classe di applicazioni. La peculiarità di tale piattaforma sta nel supporto del sistema operativo Linux e nella conseguente disponibilità di software open-source in contesto embedded, in particolare quello dei sistemi connessi ad internet, per esempio l’emergente Internet of Things. Il tutorial relativo alle soluzioni dei drive elettrici sensorless di Emsynergy ha discusso l’utilizzo della tecnologia InstaSpin per lo sviluppo rapido e a basso costo di drive senza l’utilizzo di shaft encoder e anche senza essere necessariamente degli esperti di drive. Il tutoria relativo alla programmazione dei sistemi Dsp multicore tenuto da Ietr/Insa ha presentato uno strumento open-source di progettazione basato sul dataflow per la prototipazione rapida dei sistemi Dsp multicore, utilizzabile in contesti di ricerca, industriali e anche educational. Preesm, un framework dataflow, complementa il compilatore generando coarse-grain parallel C/C++ code dotato di proprietà predittive fornite da un dataflow Model of Computation parametrizzato e uno scheduler di multicore automatizzato.

Ricerca applicata e modelli educativi

I numerosi lavori presentati durante i due giorni di conferenza hanno riguardato problematiche tecnologiche dello sviluppo di sistemi embedded innovativi in vari ambiti come quello delle reti di sensori, dei sistemi multicore, dei sistemi di controllo e dei sistemi video, oltre a sistemi applicabili nella istruzione e training o in ambiti non industriali come quello sanitario e del e-health. Relativamente alle reti di sensori, emblematico è stato il numero significativo di applicazioni che hanno riguardato il settore e-health, relativamente all’assistenza agli anziani, a sistemi indossabili di monitoraggio di parametri fisiologici in contesti di Wireless Body Area Network e di monitoraggio di persone e ambienti finalizzato all’assistenza sanitaria. Tutte queste applicazioni sono state basate su tecnologie, sia sensoriali che di computing, ad elevato livello di embedding. Le piattaforme di computing utilizzate nella maggior parte dei lavori sia di ricerca sia applicativi sono sia di natura Dsp sia di natura Mcu ad architettura avanzata, evidenziando in tal modo quanto queste due tecnologie siano alla base della modellazione e dello sviluppo di applicazioni innovative. Le problematiche di basso consumo e di elevato livello di embedding hanno caratterizzato molti dei casi applicativi. Tutti i paper presentati alla conferenza sono disponibili attraverso il sistema Ieee Xplore, la libreria digitale di Ieee che consente di accedere ai testi tecnici e scientifici in ambito ingegneristico e tecnologico.

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