Título: Simulación embebida en Systems-on-a-Chip (SoC) para IoT usando PowerDEVS

Lugar de trabajo: Laboratorio de Simulación de Eventos Discretos (SEDLab), Instituto UBA-CONICET de Ciencias de la Computación (ICC), Departamento de Computación (DC), FCEyN-UBA

Director: Dr. Ezequiel Pecker-Marcosig (ICC)
Co-Director: Dr. Rodrigo Castro (DC/ICC)

Jurado:
– Lic. Alexis Tcach (DC-FCEyN-UBA)
– Ing. Juan Felipe Perdomo (DC-FCEyN-UBA)

Resumen del trabajo:

Esta tesis aborda la adaptación del simulador de propósito general PowerDEVS, basado en el formalismo DEVS para sistemas dinámicos, permitiendo su ejecución embebida en el SoC ESP32 bajo el sistema operativo FreeRTOS de tiempo real. El objetivo principal es lograr una metodología de diseño basada en el concepto de »continuidad de modelos», donde un mismo modelo DEVS bajo desarrollo sirve desde las etapas tempranas de diseño —basadas en simulación de prototipos en PC— hasta su ejecución final en tiempo real en el hardware embebido.

Este enfoque evita la reimplementación del software asociado al modelo al pasar de la simulación en PC al dispositivo IoT objetivo, reduciendo así los tiempos de desarrollo y la posibilidad de introducir errores. Se adaptó el código de PowerDEVS, originalmente desarrollado para PC, para funcionar en un entorno embebido con capacidad de interactuar con sensores, actuadores y redes de comunicación, aprovechando las ventajas del ESP32. El trabajo incluye la adaptación del motor de simulación, la creación y modificación de bibliotecas de modelos DEVS para interacción con hardware, y el diseño de mecanismos de comunicación entre simulaciones distribuidas independientes en múltiples dispositivos.

Se presentan casos de estudio que fueron desde un simple parpadeo de LED hasta aplicaciones complejas como el control de motores paso a paso, de temperatura de una pava eléctrica y de robots seguidores de líneas, evaluando el desempeño y la viabilidad de la propuesta en escenarios reales. Asimismo, se demostró la utilidad de la conexión entre simulaciones independientes para el caso del control de colisiones de dos robots tipo uniciclo.

Finalmente, se discuten los resultados experimentales, el impacto de la adaptación en el desarrollo de software embebido para IoT y robótica, y se sugieren líneas futuras para optimizar el rendimiento y ampliar la compatibilidad del simulador.