Livros que abordam os fundamentos e as aplicações avançadas dos sistemas embarcados.

Os sistemas embarcados são parte essencial de muitos dispositivos modernos, desde smartphones até equipamentos industriais. Para aqueles interessados em entender melhor esse mundo dinâmico e complexo, a leitura é uma maneira fundamental de adquirir conhecimento.

Neste artigo, apresentamos uma lista de 10 livros que abordam os fundamentos e as aplicações avançadas dos sistemas embarcados. Prepare-se para explorar novos horizontes e aprofundar seus conhecimentos nessa área fascinante da tecnologia.

01. Programação de Sistemas Embarcados

O conteúdo desta 2ª edição, revista e renovada, foi desenvolvido com o intuito de oferecer os conhecimentos e as ferramentas necessários para entender como funcionam os sistemas embarcados e desenvolver aplicações com segurança e rapidez.

O foco está nas questões mais importantes do desenvolvimento de sistemas embarcados: os algoritmos e a interação entre hardware e software.

Os temas abordados são divididos em três grandes áreas:

• Programação em linguagem C.
• Acionamento dos periféricos internos e externos do microcontrolador, tanto do ponto de vista do hardware (eletrônica) quanto do software.
• Organização dos códigos em arquiteturas mais eficientes, iniciando nas simples estruturas do loop infinito até a criação de um kernel cooperativo.

O principal diferencial desta nova edição é a disponibilização de um simulador para a placa PQDB, que pode ser baixado para o aluno aprender a programar com exemplos do livro. Além de o conteúdo teórico incluir atualizações, houve também a preocupação de estimular a prática.

Como material suplementar, estão os capítulos 3, 4, 5, 7 e 8, anexos e exercícios resolvidos e videoaulas.

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02. Arduino: Guia Avançado Para Projetos

Arduino - Guia Avançado para Projetos é um livro para os amantes da eletrônica que desejam ir a fundo em seus experimentos envolvendo interfaces com sensores e outros dispositivos. Aborda diversos padrões comerciais e contém exemplos completos de projetos em hardware e software, explorando detalhadamente os recursos oferecidos pela família de processadores AVR.

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03. Sistemas embarcados: Hardware e Firmware na prática

Explora os conceitos fundamentais no desenvolvimento de sistemas embarcados. Começa pela desmistificação do hardware, a diversidade de tipos, componentes, interfaces e comunicações. Na sequência vem o desenvolvimento do firmware e o processamento de sinais digitais, dando suporte ao projeto de filtros digitais e aplicações de áudio.

A última parte apresenta o dsPIC® de forma bastante prática, com exemplos que utilizam o compilador C30 da Microchip. Contém uma abordagem bem didática, sendo indispensável para o entendimento dos sistemas embarcados.O conteúdo é indicado a estudantes de engenharia e informática, professores, engenheiros, projetistas de hardware, aficionados e profissionais da área.

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04. Sistemas Operacionais de Tempo Real e sua Aplicação em Sistemas Embarcados

Este livro tem como objetivo servir de referência técnica e didática na área de sistemas operacionais de tempo real (RTOS) e na sua utilização nos projetos de sistemas embarcados.

É voltado ao ensino de sistemas embarcados nos cursos de Engenharia Elétrica, Eletrônica, Computação, Controle e Automação, Telecomunicações, cursos técnicos, bem como para profissionais que atuam na área de sistemas embarcados.

Além disso, visa preencher uma lacuna identificada pelos autores na bibliografia referente ao tema, refletida na pouca oferta de livros didáticos na área de sistemas embarcados e, especialmente, com relação aos sistemas operacionais de tempo real.

A familiaridade do leitor com a linguagem utilizada nos exemplos facilita o aprendizado, bem como o aproxima das implementações reais.

Ainda, o uso massivo de exemplos faz o livro ter um propósito que vai além da leitura, pois o torna uma referência prática de consulta no dia a dia dos profissionais da área e dos estudantes na elaboração de projetos realizados durante as disciplinas da graduação, em atividades extraclasse, em grupos de pesquisa e em projetos de conclusão de curso.

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05. Sistemas embarcados automotivos

Este livro reúne os artigos elaborados pelos alunos da primeira turma do Curso de Especialização em Sistemas Embarcados para Indústria Automotiva, promovido pelo Departamento Acadêmico de Eletrônica da Universidade Tecnológica Federal do Paraná.

Ele engloba artigos dedicados tanto a estudos teóricos, estados da arte e da técnica quanto aos aspectos práticos da aplicação de sistemas embarcados em veículos. São abordados temas nas áreas de motores, software, sistemas de armazenamento de energia, assistência e interface com o motorista e redes de comunicação.

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06. Programação de Sistemas Embarcados

Os sistemas embarcados são dispositivos que podem ser encontrados em qualquer lugar, de aplicações residenciais a controladores de processos críticos como aviação ou equipamentos médicos. Aprender a programar estes dispositivos envolve conhecer o hardware, os periféricos e a interação entre eles.

Este livro traz os conhecimentos e ferramentas necessárias para que o leitor possa entender estes dispositivos e desenvolver aplicações com segurança e rapidez. Existe uma carência de livros na área de sistemas embarcados em português.

A maioria incorre em dois problemas: ou é extremamente superficial no tema de programação de embarcados ou é focada em um tipo específico de processador, limitando sua utilidade para um fabricante oi item específico. Com relação ao tempo, o momento é bastante propício para este tipo de literatura.

Com a popularidade da plataforma Arduino várias pessoas têm começado seus estudos nesta área. Outro grande motivador é o advento da internet das coisas, plataformas embarcadas que possuem acesso a internet, várias empresas multinacionais vem investindo nesta área (Intel, Oracle, Advantech, Dell) e as universidades começam a perceber a escassez de mão de obra no mercado.

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07. Projeto de sistemas embarcados

Com o avanço das tecnologias de integração, atualmente um microchip pode conter bilhões de transistores.

Desde que um microprocessador embarcado utiliza somente alguns poucos milhões de transistores, dez ou mais microprocessadores podem ser integrados em um único microchip para formar um Multi-Processor System-on-Chip (MPSoC).

Em um MPSoC, os componentes de processamento podem trocar informações entre si e, quando se utiliza barramentos compartilhados como estrutura de comunicação, se não estiverem devidamente configurados, o desempenho de comunicação da aplicação poderá ser prejudicado.

Nesse sentido, o projetista da estrutura de comunicação necessita de algum suporte para selecionar o tipo de barramento bem como refinar suas configurações. Na literatura, pouca pesquisa tem endereçado o problema de suporte à análise de comunicação em sistemas embarcados baseados em barramentos.

Este livro apresenta uma nova abordagem de suporte à análise de comunicação, a qual permite obter estimativas precisas de desempenho para todas as configurações de um determinado barramento e, consequentemente, selecionar a que melhor atenda às restrições de comunicação do projeto.

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08. Microcontroladores PIC18

Didaticamente estruturada, esta obra descreve de forma simples e objetiva a programação dos microcontroladores da família PIC18 com a linguagem C.

Estuda a manipulação de TIMER, SD Card, USB, conversores A/D, teclado analógico (4X3), manipulação da memória EEPROM externa, comunicação RS-232, I2C e SPI, display LCD 2x16, módulo ECCP e CCP (Capture, Compare e PWM), Watchdog Timer, Real Time Clock, otimização do código C, medição de temperatura e muito mais, além de exemplos com outros modelos, tais como PIC18F4580, PIC18F452, PIC18F4520 e PIC18F2550.

Está repleta de exemplos e projetos que proporcionam maior assimilação do conteúdo e podem ser executados pelos softwares MPLAB C18 v3.32 e MPLAB IDE v8.36 (desenvolvidos pela Microchip).

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09. Programação em Baixo Nível: C, Assembly e Execução de Programas na Arquitetura Intel 64

Saber programar em C e Assembly é fundamental para iniciar com Sistemas Embarcados.

Conheça a linguagem Assembly e a arquitetura do Intel 64, torne-se proficiente em C e entenda como os programas são compilados e executados até o nível das instruções de máquina, permitindo-lhe escrever um código robusto e de alto desempenho.

"Programação em baixo nível" explica a arquitetura do Intel 64 como resultado da evolução da arquitetura de von Neumann. O livro o ensina a usar a versão mais recente da linguagem C (C11) e a linguagem Assembly desde o básico.

Todo o caminho, do código-fonte à execução do programa, incluindo a geração de arquivos-objeto ELF, além das ligações estática e dinâmica, será discutido. Há exemplos de código e exercícios, junto com as melhores práticas de programação.

Os recursos de otimização e os limites dos compiladores modernos serão analisados, permitindo-lhe promover um equilíbrio entre a legibilidade do programa e o desempenho. O uso de diversas técnicas para ganho de desempenho, por exemplo, instruções SSE e pre-fetching, será demonstrado.

Assuntos relevantes em ciência da computação, como os modelos de computação e as gramáticas formais, também serão tratados, explicando-se sua importância prática.

Programação em baixo nível ensina os programadores a: escrever livremente em linguagem Assembly; compreender o modelo de programação do Intel 64; escrever um código robusto e fácil de manter em C11.

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10. Fundamentos dos Sistemas de Tempo Real

Fundamentos dos Sistemas de Tempo Real descreve aspectos teóricos e práticos da área, tratando de tópicos normalmente incluídos em cursos de Engenharia de Computação, Engenharia de Controle e Automação, Ciência da Computação e vários cursos de Tecnologia em Automação.

Também é interessante para profissionais que trabalham com o desenvolvimento de software para Sistemas Embutidos/Embarcados (Embedded Systems) e Internet das Coisas onde aparecem questões de tempo real. Dispositivos de controle e automação em geral estão nesta categoria.

Além dos sistemas de tempo real, o livro também inclui material sobre sistemas operacionais e programação concorrente (multitarefa).

O livro esclarece aspectos dos sistemas de tempo real, conceitos, o que pode e o que não pode ser feito, fornecendo uma base conceitual sólida e ponteiros sobre onde buscar aprofundamento em questões específicas.

A ideia é fornecer ao leitor uma estrutura conceitual sólida e um entendimento do tema, incluindo as limitações da área, de tal forma que ele possa lidar com projetos reais sabendo o que pode e o que não pode ser feito.

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Acompanhe a série #QueroLer aqui no blog onde haverão indicações de outros livros de Programação e Tecnologia!

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