Smart Personal Objects (SPOT)por Daniel Cukier

Objetivo

Aumentar utilidade de objetos do dia-a-dia.

Objetos que podemos vestir, carregar ou que fazem parte do ambiente.

Executar uma atividade de maneira mais prática e agradável.

Função principal do objeto é melhorada, aumentando sua precisão.

Dependente de contexto, condições e interesses

Acesso a informações com mínimo esforço

Informações pessoais relevantes

Serviços Serviços

LocalizaçãoLocalizaçãoFinaFinançasnças

EntretenimEntretenimentoento

PessoaPessoall

EspoEsportesrtes

NotíciasNotícias

AlertAlertasas

MenMensagsagensens

AparênciAparênciaa

Smart ObjectsSmart Objects

RelógiosRelógios

AccessóriosAccessórios

PeriféricosPeriféricos

DisplaysDisplays

Objetos do dia-a-Objetos do dia-a-diadia

PessoaisPessoais

MóveisMóveis

Sensores Sensores /Atuadores/Atuadores

BrinquedosBrinquedos

RedeRede

Resumo

Como funciona?

DirectBand – provedor de serviços.

Fluxo de Dados – num só sentido

Informações enviadas via rádio freqüencia

Cada informação (como notícias, previsão do tempo) é enviada em uma freqüencia diferente

Dispositivo salva a informação na memória

Informação é mostrada na tela e atualizada em intervalos de tempo

DirectBand™

Cobertura de 100 maiores áreas metropolitanas nos EUA e Canadá

Através de parcerias, utiliza redes de rádio FM já existentes.

Informações são atualizadas continuamente

Componentes SPOT

Hardware e software exclusivo da Microsoft (MPU e conectividade wireless)

Nova plataforma de hardware – pequeno e com energia suficiente para um relógio

Nova pilha de software Microsoft: confiável, segura, baixo consumo de energia, pequeno, rápido, extensível, portável, atualizável, fácil de desenvolver para, ...

Interface de usuário low-distraction

Componentes SPOT (cont)

Sistema Operacional: versão reduzida do Windows CE

Hardware – solução com 7 chips numa placa de 34x30x2mm

Web site user-friendly

Conexão sem fio, protocolos e infraestrutura de serviços persistente (7x24)

Vantagens

Funcionalidades SPOT em objetos que as pessoas já usam no dia a dia (relógios, canetas, chaveiros, etc)

Usa sinais de FM já existentes, podendo aproveitar a rede de antenas já instalada em todo o mundo

Permite ao usuário escolher que tipo de informação ele quer visualizar

Baixo custo e fácil de usar

Desvantagens

Só nos EUA e canadá

Hardware

“Stan” FM radio - CMOS .18um analógico / digital - Receptor 100 khz - Baixa Potência (90 mW ligado e 30uW standby) - Pequeno (2.8mm x 2.8mm x 860um)

“Olie” MPU - .18 um, CMOS 6 camadas de metal - ARM7 TDMI-S, 32-bit @ 27.6 MHz - ARCTAN, MAC, decodificador Viterbi FEC - 512K ROM, 384K SRAM - Baixa Potência: 1.8 mW / MHz - Pequeno: 6.8 mm x 6.8 mm x 860 um

Hardware (cont)

Dois circuitos integrados, uma para o sistema e outro para o rádio. Solução com 7 chips numa placa de 34x30x2mm

Baixo consumo de energia

Chip scale packaging – tamanho reduzido

Processos compatíveis com RF

State-of-the-art VLSI methodology and libraries

Baixo custo para produção em larga escala

Módulos de Hardware

Suporte ao Processador

Timers – individual ou 2x16 bits

2 portas seriais síncronas ou assíncronas, com controle de fluxo de dados

USB 1.1

Flash ROM 1/2/4 MB

EPRON

Periféricos – LCD, bateria, radio, botões, vibrador, backlight, sensores, etc

Requisitos de Software

Plataforma Microsoft em tempo real que seja facilmente adaptável em memórias ROM ou Flash

Energia durável (3-5 dias) enquanto recebe dados wireless continuamente.

Confiável: relógio não pode travar!

Econômico em memória: pouca memória não deve comprometer o usuário, espaço adicional para futuras funcionalidades

Extensível e flexível: classes de componentes, não somente um produto único.

Mecanismos de atualização automática

Rápido desenvolvimento usando Visual Studio .NET

CLR (CLR (Common Language Runtime)Common Language Runtime)

Suporte à Aplicação(Bibliotecas, Shell, Crypto, Gráficos, …)

Apps/Apps/ChanaisChanais

HAL HAL (Hardware Abstract Layer) (Hardware Abstract Layer) e Driverse Drivers

Bootstrap Bootstrap (Inicializaç(Inicializaç

ão)ão)

Apps/Apps/ChanaisChanais

Apps/Apps/ChanaisChanais

Processador e PeriféricosProcessador e Periféricos

Arquitetura Cliente SPOT

Software (TinyHAL)

Desenvolvido especialmente para execução de serviços - boot veloz - Execução assíncrona de drivers

Simples: sem agendador ou heaps, mínimo de locks

Pequeno ~ 40k (incluíndo drivers principais)

Carregamento dinâmico de drivers

Managed Runtime (TinyCLR)

Derivado do padrão ECMA

Pequeno: runtime e bibliotecas ~ 132kb

Rápido: ~ .5 MIPS à 27Mhz (interpretada)

Programável e debugável usando C# .NET

Onde fica o SO?

TinyCLR provê funcionalidades típicas do kernel: - multithreading / multitasking - gerenciamento e memória e coleta de lixo - I/O (Usa TinyHAL para acessar periféricos, eficiência do código nativo)

TinyHAL não contém kernel: provê serviços para o processamento dos drivers

.NET em um chip

Economia de Energia

Trata CPU como um recurso que consome energia

Baixa utilização = código mais simples

Código desenvolvido para usar pouca energia e máxima utilização de rescursos

Cheap sleep – CPU dorme em 4.7uSeg

“Faça agora ou durma!”

Eventual redução da velocidade do clock

Acelerador de hardware para processamento de rádio

Fotos Relógios

Indexação em Difusão de Informações

● Técnicas tradicionais de indexação em discos como árvores B+ foram extendidadas para indexar dados de broadcast num canal sem fio

● Essas técnicas não são eficientes no balanceamento entre eficiência no acesso e consumo de energia

● Proposta: Índice Exponencial

Indexação em Difusão de Informações (cont)

● Para receber dados broadcast, o cliente precisa ficar o tempo todo escutando o canal até o dados chegar. Isso consome muita energia.

● Solução: air indexing – incluir num índice no canal de difusão informações da hora de chegada dos dados.

● Problema: árvores centralizadas – deve percorrer até o nó raiz, o que gera alta latência

Indexação em Difusão de Informações (cont)

● Índice Exponencial ou parametrizável● Otimiza latência x tuning time (tempo que o

dispositivo fica ligado recendo informações)● Facilita replicação compartilhando links em

diferentes árvores de busca e minimiza problemas de armazenamento de dados.

● Balancear entre eficiência no acesso e consumo de energia