Um Simulador Didático para o Ensino de Arquitetura de Computadores e Internet das Coisas

Authors

  • Eduardo Costa UFRJ
  • Gabriel P. Silva UFRJ

DOI:

https://doi.org/10.5753/ijcae.2018.4852

Keywords:

simulador, processador, IoT, arquitetura de computadores

Abstract

O ensino de Arquitetura de Computadores e de Internet das Coisas apresentam convergências em diversos pontos. Contudo, existe ainda uma carência no desenvolvimento de ferramentas de ensino que possibilitem a apresentação de ambos os conteúdos de forma integrada para o aluno. Neste artigo, descrevemos as características e o desenvolvimento de uma ferramenta de simulação de processador que tem como objetivo integrar estas duas áreas de ensino. A ferramenta consiste, basicamente, de um simulador para o processador didático Sapiens. O simulador é executado no NodeMCU, uma plataforma de desenvolvimento para IoT de baixo custo baseada no SoC ESP8266, que possui WiFi. Os programas, previamente compilados e codificados no formato Intel HEX, podem ser carregados remotamente a partir de qualquer computador com uso de um navegador. Uma interface gráfica para o simulador foi desenvolvida em HTML e JavaScript, permitindo que o estudante acompanhe o estado dos registradores e memória do processador simulado. Foram feitas adições às instruções do Sapiens, para permitir o controle e leitura do valor dos pinos do NodeMCU diretamente pelo programa em execução no simulador. Com isso, é possível desenvolver programas em linguagem de montagem do Sapiens para interagir com dispositivos físicos, atuadores e sensores, que estejam conectados ao NodeMCU. Espera-se, assim, despertar um maior interesse dos alunos e facilitar a compreensão dos conceitos básicos de funcionamento de um processador e da Internet das Coisas.

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Referências

ESP-12E WiFi Module. Disponível em: [link]. Acesso em: 06 maio 2018.

ESP32 Datasheet: Version 2.3. 2018. Disponível em: [link]. Acesso em: 06 maio 2018.

ESP32 Overview. 2018. Disponível em: [link]. Acesso em: 06 maio 2018.

ESP8266EX Datasheet. 2018. Disponível em: [link]. Acesso em: 06 maio 2018.

NodeMCU DEVKIT V1.0. 2018. Disponível em: [link]. Acesso em: 06 maio 2018.

SSD1306. 2008. Disponível em: [link]. Acesso em: 06 maio 2018.

WebSockets. 2018. Disponível em: [link]. Acesso em: 06 maio 2018.

ADA, L. All the Internet of Things - Episode Two. 2017. Disponível em: [link]. Acesso em: 06 maio 2018.

CHEN, X.-Y.; JIN, Z.-G. Research on Key Technology and Applications for Internet of Things. Physics Procedia 33 (2012), 561–566.

INTEL. Hexadecimal Object File Format Specification. 1998. Disponível em: [link]. Acesso em: 15 abr. 2018.

MADAN, D. Unleashing the power of HTML5 WebSocket for Internet of Things. 2015. Disponível em: [link]. Acesso em: 06 maio 2018.

ESP8266. Arduino/pins arduino.h - esp8266/Arduino. 2018. Disponível em: [link]. Acesso em: 06 maio 2018.

MOREIRA, A. A.; MARTINS, C. A. P. S. R2DSim: Simulador Didático do RISC Reconfigurável. In: WORKSHOP SOBRE EDUCAÇÃO EM ARQUITETURA DE COMPUTADORES, 2009, São Paulo. Anais... [S.l.: s.n.], 2009.

RANGANATHAN, A. Gnusim8085. 2018. Disponível em: [link]. Acesso em: 29 abr. 2018.

SEEED TECHNOLOGY CO., L. NodeMCU v2 - Lua based ESP8266 development kit. 2017. Disponível em: [link]. Acesso em: 29 abr. 2018.

SILVA, G. P.; BORGES, J. A. DOS S. Neanderwin - Um Simulador Didático para uma Arquitetura do Tipo Acumulador. 2006. Disponível em: [link]. Acesso em: 15 abr. 2018.

SILVA, G. P.; BORGES, J. A. DOS S. Simus: Um Simulador Para o Ensino de Arquitetura de Computadores. 2016. Disponível em: [link]. Acesso em: 15 abr. 2018.

SILVA, G. P.; BORGES, J. A. DOS S. SimuS: Um Simulador Didático para Arquitetura de Computadores. Rio de Janeiro: Ed. do Autor, 2017.

VERONA, A. B.; MARTINI, J. A.; GONC¸ ALVES, T. L. SIMAEAC: Um simulador acadêmico para ensino de arquitetura de computadores. 2009. Disponível em: [link]. Acesso em: 29 abr. 2018.

VISWANATH, A. How JSON and Big Data Will Shape the Internet of Things. 2013. Disponível em: [link]. Acesso em: 06 maio 2018.

ZILLER, R. Microprocessadores: Conceitos Importantes. 2. ed. Florianópolis: R. M. Ziller, 2000.

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Published

2018-12-01

Como Citar

Costa, E., & Silva, G. P. (2018). Um Simulador Didático para o Ensino de Arquitetura de Computadores e Internet das Coisas. International Journal of Computer Architecture Education, 7(1), 29–38. https://doi.org/10.5753/ijcae.2018.4852

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