Diagnóstico para la fundamentación ISBN: 978-607 … · Diagnóstico para la fundamentación de...

Fondo de Información y Documentación para la Industria Av. San Fernando No. 37, Colonia Toriello Guerra

Delegación Tlalpan, C.P. 14050, México, D.F.

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De la misma colección

Acceso y uso de las TIC en áreas rurales, periurbanas

y urbano-marginales de México: una perspectiva antropológica

Dr. Maximino Matus Ruiz y Mtro. Rodrigo Ramírez Autrán

En Iberoamérica. Estudio multidisciplinar.

Dra. Wilma Arellano Toledo.Coordinadora

TModelo y solución.

Dr. V ópez

de México


Coordinadores

ISBN: 978-607-7763-13-0

786077 7631309

Patricia Avila Muñoz

Dr. Juan Carlos Téllez Mosqueda

Licenciado en Economía de la UNAM, cuenta con Especialidad en Finanzas Publicas del INAP, con

Maestría en Historia por la UIA y con Doctorado en Economía de la UNAM. En sus estudios de licenciatura y maestría obtuvo mención honorí�ca, y por su investiga-ción doctoral recibió el Premio Banamex de Economía.

Ha sido servidor público, empresario, consultor y académico. En el servicio público ha desempeñado

diversos puestos, desde Analista hasta Director General. Actualmente es Director Adjunto de Innovación y

Conocimiento de Infotec. En su desarrollo profesional y académico se ha especializado en varias áreas: �nanzas públicas,

�nanciamiento electoral, educación tecnológica, historia de la deuda externa e inversiones inmobiliarias.

Pedagoga por la UNAM, Especialidad en Comunicación Educativa por el ILCE, Maestría en Tecnologías y

Sociedad del Conocimiento por la UNED de España y en Pedagogía por la UNAM, estudió Relaciones Internacio-

nales en la UNAM. Ha recibido diversos reconocimientos nacionales e internacionales entre los que se encuentran el Premio de la Conferencia Mundial UNESCO-ICDE,

por sus aportaciones a la comunidad internacional en el campo de la educación a distancia; por el Institute for

the Integration of Tecnology into Teaching and Learning (IITTL) de la Universidad del Norte de Texas, USA, por

sus estudios sobre el uso de TIC en la educación en Latinoamérica; por su contribución a favor de la

educación apoyada en Tecnologías de la Información y la Comunicación en México, de la SOMECE y del

Consorcio Red de Educación a Distancia (CREAD) por su contribución a la educación a distancia.

Juan Carlos Téllez MosquedaPatricia Avila Muñoz

(coordinadores)

Diagnóstico para la fundamentación de la Maestría en Sistemas Embebidos

Dia

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dos

en el ambiente digital

ópezCoordinador


Juan Carlos Téllez Mosqueda


(Coordinadores

Fondo de Información y Documentación para la Industria

Febrero 2014

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© Juan Carlos Téllez Mosqueda y Patricia Avila Muñoz (coordinadores)Primera edición: julio, 2014

ISBN 978-607-7763-13-0

D.R. © Fondo de Información y Documentación para la Industria (INFOTEC)Av. San Fernando No. 37, Colonia Toriello Guerra


México, MMXIVwww.infotec.com.mx

Prohibida la reproducción total o parcial, de la obra, sin la autorización por escrito de INFOTEC.

Impreso en México / Printed in Mexico

Dirección Ejecutiva (DE)

Mtro. Sergio Carrera Riva Palacio

Dirección Adjunta de Innovación y Conocimiento (DAIC)


Dirección Adjunta de Desarrollo Tecnológico (DADT)

Ing. Alfredo Víctor Burgos Menéndez

Dirección Adjunta de Administración de Proyectos (DAAP)

C. Fausto Arturo Beltrán Ugarte

Dirección Adjunta de Competitividad (DAC)

Mtro. Armando Peralta Díaz

Dirección Adjunta de Administración (DAA)

Lic. Hilda Georgina Méndez Lozoya

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ContenidoPrólogo ..................................................................................................................13

Introducción general ............................................................................................15

I. Marco de referencia ....................................................................................19

Capítulo 1 Origen de los sistemas embebidos.

Juan Carlos Tellez Mosqueda y José Francisco Rodríguez Arellano ...........................21

Capítulo 2 Sistemas embebidos.

José Francisco Rodríguez Arellano ..........................................................................31

2.1 Hardware embebido o Embedded hardware. ................................................34

2.2 Software embebido o Embedded software. ....................................................45

Capítulo 3 Ciclo del proceso de desarrollo de sistemas embebidos

Infotec ..................................................................................................................55

3.1 Macroprocesos que integran el Ciclo del proceso de desarrollo de siste-mas embebidos ................................................................................................58

3.2 Aplicaciones de los sistemas embebidos ..................................................70

Capítulo 4 Panorama nacional ....................................................................75

4.1 Importancia de los sistemas embebidos

Raymundo Rafael García Ruiz y Juan Carlos Téllez Mosqueda .............................77

4.2 La complejidad de los sistemas embebidos

Juan Carlos Téllez Mosqueda ...............................................................................78

4.3 Análisis de los sectores social, económico y educativo en sistemas embebidos

Raymundo Rafael García Ruiz ............................................................................79

II. Tendencias de la profesión ........................................................................93

Capítulo 5 Situación actual y tendencias del campo profesional

Rubén Laguna Arriaga y Ricardo Velasco Preciado ................................................95

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5.1 Ingenierías que anteceden los sistemas embebidos ................................97

5.2 Tendencias y nuevas carreras ..................................................................101

5.3 Demanda de ingenieros no cubierta ......................................................103

5.4 Práctica profesional, alcance y cobertura ..............................................105

Capítulo 6 Campo laboral y formación en sistemas embebidos

Rubén Laguna Arriaga y Ricardo Velasco Preciado ..............................................109

6.1 Alcance de la formación .........................................................................113

6.2 Organización general de los contenidos ...............................................114

6.3 Competencias genéricas .........................................................................116

6.4 Competencias específicas........................................................................119

Capítulo 7. Visión prospectiva de los sistemas embebidos

Juan Carlos Téllez Mosqueda ...............................................................................127

7.1 El futurismo como predicción o mecanismo de guía para construir el futuro. ............................................................................................................129

7.2 Revisando algunos futuristas y observatorios tecnológicos ...................130

7.3 Posibles tendencias tecnológicas en sistemas embebidos .....................134

7.4 Algunas consecuencias y mecanismo de compensación .......................138

III. Requerimientos del mercado laboral ......................................................141

Capítulo 8. Empleadores y demandantes de especialistas en sistemas embebidos

Patricia Avila Muñoz y José Francisco Rodríguez Arellano ....................................143

8.1 Identificación de las empresas ................................................................145

8.2 Oferta y demanda de especialistas en sistemas embebidos ..................147

8.3 Áreas de aplicación de los sistemas embebidos .....................................155

8.4 Procesos productivos de las empresas ....................................................156

8.5 Formación de especialistas en sistemas embebidos ..............................164

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Capítulo 9. Caracterización de la demanda de trabajo

Rubén Laguna Arriaga y Patricia Avila Muñoz ..................................................169

9.1 Visión del especialista en sistemas embebidos ......................................172

9.2 Selección de especialistas en sistemas embebidos .................................172

9.3 Capacidades y condición de trabajo .......................................................173

9.4 Entre la Electrónica y la Informática .....................................................174

9.5 Selección de especialistas y búsqueda de talentos .................................174

9.6 Exámenes y pruebas orales como métodos de selección técnica del personal .........................................................................................................175

9.7 El inglés, segunda lengua convertida en primera .................................176

9.8 Las capacidades no técnicas ...................................................................177

9.9 Las capacidades técnicas .........................................................................178

9.10 El estrés laboral como condición de trabajo .......................................179

Capítulo 10. Resultados de la encuesta de conocimientos

Rubén Laguna Arriaga y Víctor Méndez Becerril ..................................................183

I. Saberes básicos ...........................................................................................186

II. Habilidades personales e interpersonales ...............................................188

III. Administración del ciclo de vida ............................................................191

IV. Análisis y diseño .......................................................................................192

V. Desarrollo de hardware ............................................................................193

VI. Desarrollo de software ............................................................................195

VII. Integración y pruebas ............................................................................197

VIII. Administración y pruebas .....................................................................198

IX. Manufactura en serie ..............................................................................199

X. Orientación de las aplicaciones ...............................................................200

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IV. Comparación de la oferta educativa a nivel nacional e internacional ......207

Capítulo 11. Oferta educativa sobre sistemas embebidos en el plano nacional e internacional.

Rubén Laguna Arriaga y Patricia Avila Muñoz ..................................................209

11.1 Selección de programas de estudio a analizar .....................................211

Capítulo 12. Análisis de programas educativos

Patricia Ávila Muñoz y Rubén Laguna Arriaga ..................................................215

12.1 Valoración de necesidades de la sociedad y del mercado laboral ......217

12.2 Títulos de los programas de estudio ....................................................221

12.3 Objetivos educativos de los programas analizados ..............................223

12.4 Modelo y enfoque educativo ................................................................241

12.5 Estructura curricular .............................................................................245

Capítulo 13. Panel de expertos

ACET e INFOTEC ...................................................................................................261

13.1. Visión.....................................................................................................264

13.2. Las tareas y retos ...................................................................................265

13.3. La formación ........................................................................................267

13.4. Competencias de egreso ......................................................................267

13.5. Diagrama de relaciones de las competencias .....................................269

13.6. Estrategias de formación y recursos para el aprendizaje ...................271

V. Resultados ...............................................................................................277

Capítulo 14. Pertinencia de la creación de la maestría en sistemas embebidos ............................................................................................. 279

14.1. Sentido ontológico

Juan Carlos Téllez Mosqueda .............................................................................281

14.2. El sentido ontológico de los sistemas embebidos...............................283

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14.3. Sentido epistémico ...............................................................................286

14.4. Hallazgos

Rubén Laguna Arriaga y Patricia Avila Muñoz ................................................288

14.5. Áreas de oportunidad ..........................................................................291

14.6. Propuestas curriculares ........................................................................292

14.7. Propuesta curricular definitiva producto del estudio ........................304

Anexos .........................................................................................................311

Anexo A. Definiciones de sistemas embebidos ..............................................313

Anexo B. Árbol de la relación de los procesos de cada macroproceso ........315

Anexo C. Cuestionario para las empresas que demandan especialistas en siste-mas embebidos ................................................................................................318

Anexo D. Encuesta ..........................................................................................326

Anexo E. Direcciones electrónicas donde se encuentra la principal informa-ción de las instituciones que ofertan los programas en sistemas embebidos analizados .........................................................................................................331

Anexo F. Descriptivos de los programas de estudio seleccionados para el análisis ..............................................................................................................333

Anexo G. Panel de expertos............................................................................359

Anexo H. Competencias de egreso de la Maestría en Sistemas Embebidos ....361

Anexo I. Reorganización de las competencias de egreso .............................369

Indice de figuras y cuadros

- Figura 1. Ejemplo de sistema embebido FriendlyARM Micro2440 ................33

- Figura 2. Interacción de las seis secciones que regularmente componen el Embedded Hardware .............................................................................................34

- Figura 3. Partes que componen a un sistema embebido comercial de la com-pañía ACME Systems ...........................................................................................36

- Figura 4. Arquitectura Von Neumann. Los dispositivos de Entrada y Salida están agrupados en el bloque llamado Puertos E/S .......................................38

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- Figura 5. Arquitectura Von Neumann y su implementación física ..............39

- Figura 6. Arquitectura Harvard ......................................................................40

- Figura 7. Arquitectura interna del Microcontrolador PIC16F84..................41

- Figura 8. Arquitectura reconfigurable (FPGA) .............................................42

- Figura 9. Esquema de Sistema embebido Maestro – Esclavo ........................45

- Figura 10. Ejemplos de secuencia de bloques ...............................................47

- Figura 11. Estilo de modelado de programación orientada a objetos .........48

- Figura 12. Técnica concurrente ......................................................................49

- Figura 13. Representación del modelo de comportamiento Básico ............50

- Figura 14. Representación del modelo de comportamiento Bootloader .......50

- Figura 15. Ciclo de vida de un proyecto de desarrollo de software empleando la metodología en cascada ................................................................................51

- Figura 16. Ciclo de vida de un proyecto de desarrollo de software empleando la metodología en V ..........................................................................................52

- Figura 17. Ciclo de vida de un proyecto de desarrollo de software empleando una metodología basada en prototipos ............................................................52

- Figura 18. Ciclo de vida de un proyecto de desarrollo de software empleando la metodología en espiral ..................................................................................53

- Figura 19. Ciclo de procesos de desarrollo de sistemas embebidos .............57

- Figura 20. Secuencia de macroprocesos que conforman el ciclo .................58

- Figura 21. Procesos que integran cada macroproceso ............................. 59-60

- Figura 22. Macroproceso de administración del ciclo de vida .....................60

- Figura 23. Macroproceso de análisis y diseño ................................................61

- Figura 24. Macroproceso de desarrollo de hardware .....................................64

- Figura 25. Macroproceso de desarrollo de software .......................................66

- Figura 26. Macroproceso de integración y pruebas ......................................68

- Figura 27. Macroproceso de administración del producto ...........................69

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- Figura 28. Macroproceso de manufactura en serie .......................................70

- Figura 29. Participación de las exportaciones en 2011 .................................83

- Figura 30. FODA de la industria de Jalisco ........................................... 112-113

- Figura 31. Esquema de contenidos para la enseñanza aprendizaje en sistemas embebidos ........................................................................................................115

- Figura 32. Localización de las empresas ......................................................146

- Figura 33. Número de empleados en las empresas consultadas .................147

- Figura 34. Número de empleados especializados en sistemas embebidos en las empresas consultadas ......................................................................................148

- Figura 35. Origen de egreso de los empleados especializados en sistemas em-bebidos .............................................................................................................149

- Figura 36. Instituciones formadoras del personal contratado para SE ......150

- Figura 37. Formación académica ..................................................................151

- Figura 38. Dificultades para contratar personal ..........................................152

- Figura 39. Capacitación inicial......................................................................153

- Figura 40. Perfiles ..........................................................................................154

- Figura 41. Formas de reclutamiento ............................................................154

- Figura 42. Aplicaciones .................................................................................156

- Figura 43. Cadenas de valor de la empresa 1 ...............................................158








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- Figura 52. Cadenas de valor de la empresa 10 .............................................163



- Figura 55. Interés en la capacitación ............................................................165

- Figura 56 y 57. Apoyo a la formación en sistemas embebidos ....................165

- Figura 58. Interés en participar como docentes ..........................................166

- Figura 59. Presencia respecto a la modalidad de formación ......................166

- Figura 60. Relación competencias contexto ................................................263

- Figura 61. Diagrama de relación de las competencias ................................270

- Figura 62. Proyecto de complejidad creciente ............................................273

• Cuadro 1. Industria electrónica de Jalisco .....................................................83

• Cuadro 2. Ingenieros egresados en el ciclo escolar 2009 – 2010 .................89

• Cuadro 3. Participación en el mercado de los procesadores .....................106

• Cuadro 4. Programas analizados ........................................................... 212-213

• Cuadro 5. Resumen de programas analizados ............................................213

• Cuadro 6. Valoración de necesidades de la sociedad y del mercado laboral ..............................................................................................................220

• Cuadro 7. Orientación de los programas al software o sistemas embebidos........................................................................................................222

• Cuadro 8. Alcance de los objetivos educativos ............................................227

• Cuadro 9. Perfil de ingreso ................................................................... 231-233

• Cuadro 10. Procedimiento de ingreso .................................................. 235-236

• Cuadro 11. Perfil de egreso ................................................................... 239-240

• Cuadro 12. Modelo educativo ............................................................... 243-244

• Cuadro 13. Formación básica ................................................................ 246-247

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• Cuadro 14. Áreas disciplinares del Doctorado en Sistemas Embebidos, Mon-dragón U., España ...........................................................................................248

• Cuadro 15. Áreas disciplinares de la Maestría en Computación: Robótica, Sistemas Embebidos y Cómputo reconfigurable, CINVESTAV Tamaulipas, México ....................................................................................................... 248-249

• Cuadro 16. Áreas disciplinares de la Maestría en Software Embebido, UAQ, Querétaro, México ..........................................................................................249

• Cuadro 17. Áreas disciplinares del Master of Science in Embedded Systems Design, ALERI UL, Suiza ....................................................................................... 249-250

• Cuadro 18. Áreas disciplinares del Máster en Sistemas Embebidos, Mondra-gón U., España .................................................................................................250

• Cuadro 19. Áreas disciplinares del Master of Embedded Software Engineering, SS of Beijing. UAA, China ............................................................................. 250-251

• Cuadro 20. Áreas disciplinares de la Especialidad en Sistemas Embebidos, ITESO, Guadalajara, México Especialidad en Sistemas Embebidos, ITESO, Guadalajara, México ........................................................................................251

• Cuadro 21. Áreas disciplinares del Programa avanzado de formación de re-cursos humanos en tecnologías de Información, PAFTI: Software embebido y Diseño Lógico de Circuitos Integrados & SW embebido, CINVESTAV, Guada-lajara, México ............................................................................................ 251-252

• Cuadro 22. Áreas disciplinares del Diplomado en Diseño e Implementación de Sistemas embebidos, UAQ, Querétaro, México ........................................252

• Cuadro 23. Áreas disciplinares del Diplomado en Sistemas Embebidos, UNI-SALLE, Colombia ............................................................................................252

• Cuadro 24. Áreas disciplinares del Diplomado en Sistemas Embebidos, USC, Colombia ..........................................................................................................253

• Cuadro 25. Articulación del plan de estudios y los macroprocesos de produc-ción de sistemas embebidos ..................................................................... 256-257

• Cuadro 26. Alcance central ..........................................................................259

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PrólogoNuestra vida cotidiana está sufriendo transformaciones profundas y cada vez más aceleradas. Sabemos que todo será diferente, pero desconocemos qué ve-remos en los próximos años.

Gran parte de este cambio, se debe a que los adelantos tecnológicos, en es-pecial en torno a la electrónica, permiten instrumentar dispositivos para captar y actuar sobre cualquier objeto a través de sensores, procesadores y actuadores; incidiendo en el quehacer de las personas y la operación de las máquinas.

Hoy, la electrónica se ocupa en prácticamente todos los ámbitos de la activi-dad humana a como una forma de magnificar nuestros sentidos, como auxiliar para interpretar el mundo que nos rodea e incluso como punto de apoyo para, en cierta forma, incidir en él.

A ello se suma la red global que sirve para compartir información sin im-portar el lugar y tiempo, y que desde hace menos de una década, se entiende como Internet de las cosas a partir de la posibilidad de interconectar dispositivos electrónicos que hasta entonces estaban aislados. Al dotar a los objetos con esta capacidad, empieza a generarse información en enormes cantidades que redi-mensionan las posibilidades de decisión y acción de la humanidad.

Los sistemas embebidos, son parte central de este complejo mundo interco-nectado del Internet de las cosas y con su inteligencia computacional conforma-da de hardware y software, que cumple con tareas determinadas desde el diseño, ejecutan en tiempo real tareas que hacen que la inteligencia integrada en circui-tos se multiplique día a día. Las posibilidades son enormes.

No participar en este avance tecnológico sería un error grave.

Por ello, Infotec, ha decido focalizar un esfuerzo particular en el tema de los sistemas embebidos: el de la formación al más alto nivel, con un valioso equipo de trabajo, ha realizado el diagnóstico que se presenta en este libro y que da cuenta de cuatro pilares para fundamentar los alcances de la Maestría en sis-temas embebidos: un marco teórico contextual, las tendencias de la profesión, los requerimientos del mercado laboral y la oferta educativa que al respecto se ofrece a nivel nacional e internacional.

Con estos elementos, ahora se tienen fundamentos de su importancia y al-cance. Tenemos la certeza de que el posgrado puede llenar la distancia que hay

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entre la formación de los ingenieros y la demanda de las industrias en el ámbito de los sistemas embebidos.

Avancemos en ese camino. El futuro solo promete cambios más profundos y acelerados.

Mtro. Sergio Carrera Riva Palacio

Director Ejecutivo de Infotec

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Introducción generalLa creación de nuevos programas de estudio en el nivel superior y posgrado se suma a las estrategias de desarrollo del país, refleja la necesidad del mercado la-boral armonizando la demanda y la oferta de competencias, ayuda a incorporar a la educación los cambios acelerados de la innovación tecnológica e impulsa la definición de nuevos campos y enfoques disciplinares de conocimiento.

Estos nuevos programas al crearse bajo un enfoque colaborativo estrechan la vinculación entre centros públicos de investigación, instituciones educativas, empresas y sociedad, y visualizan a los entes de formación, como elementos dina-mizadores y de fortalecimiento del tejido social que promueven la productividad de las empresas ubicadas a lo largo del territorio nacional y con ello impacta bienestar nacional.

El objetivo del presente trabajo es realizar un análisis diagnóstico que mues-tre la pertinencia de la creación de un nuevo programa de estudio, denominado Maestría en Sistemas embebidos, que responda a la convergencia tecnológica y a la necesidad de desarrollar nuevas competencias en la sociedad del conocimiento, para apoyar una mayor competitividad que requiere el país en la era de los dis-positivos electrónicos de la información y del conocimiento.

Por estas razones, el INFOTEC como centro público de investigación, elabora el presente análisis diagnóstico de los sistemas embebidos, que cumple con el modelo y criterios del Programa Nacional de Posgrados de Calidad1, y el Acuer-do 279 de la Secretaría de Educación Pública2, relativo a los trámites y procedi-mientos relacionados con el reconocimiento de validez oficial de estudios de tipo superior. El presente documento está integrado por cinco apartados y catorce capítulos. El documento cuenta, además, con once anexos.

I. Marco de referencia, profundiza en el origen y configuración técnica de los sistemas embebidos, desarrolla la complejidad de su ciclo de proceso de desarrollo, plantea el panorama del contexto nacional en las dimensiones social, cultural y económica y cierra con una caracterización del campo profesional en relación a las profesiones involucradas.

II. Tendencias de la profesión, conceptualiza la práctica profesional actual: su alcance y cobertura, hace un acercamiento a la demanda no atendida y

1 Versión 5.1 de abril de 2013.2 De fecha 10 de julio de 2000.

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delinea las competencias requeridas, para finalizar con una visión pros-pectiva de la profesión.

III. Requerimientos del mercado laboral, refleja el trabajo de investigación de campo a través de la aplicación de entrevistas in situ, un cuestionario y una encuesta, para acercar la visión de los empleadores y especialistas en cuanto a las características de las empresas, sus rutinas en la selección, for-mación y desempeño del personal que labora en embebidos así como su concepción del perfil del profesional que trabaja y requiere la industria.

IV. Comparación de la oferta educativa a nivel nacional e internacional, diferencia las estructuras curriculares y los alcances de cada una de las propues-tas a nivel maestrías, diplomados y especialidades. Este análisis valora la atención de los programas a las necesidades de la sociedad y del mercado laboral, los objetivos educativos, sus modelos y enfoques, y el programa en cuanto a formación básica, áreas disciplinares y la orientación al proceso productivo. La información obtenida, fue analizada por un panel de expertos.

V. Resultados, justifica la pertinencia de la creación de la Maestría, establece propuestas curriculares y define lo que será la oferta definitiva.

Para su elaboración se contó con la participación de especialistas en diferentes áreas del conocimiento, fue un trabajo transdisciplinario en el que las discusio-nes llevaron al grupo al enriquecimiento personal y profesional; los capítulos y sus diferentes apartados están firmados por los responsables de su desarrollo, sin dejar de mencionar a quienes de una u otra manera hicieron aportaciones que enriquecieron el documento. Todos, integrados en equipo, hicimos posible lo que ahora es una realidad, por ello tienen el reconocimiento y crédito corres-pondiente.

Mención especial merecen quienes respondieron los cuestionarios, llenaron las encuestas en línea y permitieron ser entrevistados, sin su apoyo no habría sido posible obtener información relevante para el estudio, se omiten sus nombres por cuestiones de confidencialidad pero no queremos dejar de reconocer su disposición y apoyo.

Agradecemos también los comentarios y sugerencias hechas al capítulo 3 por José Raymundo Lira Cortés, en el capítulo 7 a Mario Oliva quien hizo al-gunas recomendaciones que le dieron solides al mismo, y la lectura cuidadosa

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que hicieron Mario Alvarado Padilla, Gabriela García Acosta y Gabriela Barrios Garrido que permitieron hacer precisiones al texto.

Un trabajo que permitió validar los hallazgos y orientar la propuesta curri-cular de la Maestría en sistemas embebidos, fue la reunión de expertos, la cual fue coordinada de manera asertiva por consultoría ACET; a todos y cada uno de los participantes y moderadores les damos también las gracias por su entusiasta labor, el resultado obtenido superó las expectativas.

Un proyecto de tal magnitud se logra, mediante el impulso y la constante motivación para alcanzar y superar los objetivos planteados por las autoridades donde Sergio Carrera Riva Palacio fue el principal impulsor.

Juan Carlos Téllez Mosqueda y Patricia Avila Muñoz

Coordinadores

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I Marco de referencia

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Capítulo 1. Origen de los sistemas embebidos

Juan Carlos Téllez Mosqueda y José Francisco Rodríguez Arellano

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Comúnmente se cree que los sistemas embebidos se originaron en el campo de la electrónica, como resultado de la evolución en la forma de diseñar los sistemas electrónicos. Sin embargo, su origen es resultado de múltiples avances en diferentes campos de conocimiento, entre los que destacan la electrónica, comunicaciones y la computación.

Los primeros intentos de construir un sistema embebido o dedicado, provie-nen de los mismos orígenes de las computadoras, con la construcción de las má-quinas mecánicas para controlar un telar (1725) o para realizar las operaciones aritméticas básicas (aritmómetro) en 1820 (UNAM, 2009)1. Aunque cabe destacar que los primeros mecanismos de regulación automática se encuentran en la me-dición del tiempo, por ejemplo con el primer reloj marino que desarrolló Robert Hooke en 1658, a partir de un resorte en lugar de la gravedad (Boorstin, 1986)2. Para Boorstin, el reloj representa la madre de las máquinas que permitió unir distintas áreas de conocimiento, creatividad y pericia, y más allá de las inten-ciones de los primeros relojeros, se creó “la tecnología básica de las máquinas herramientas”, gracias al engranaje, el tornillo y el péndulo, y por supuesto a la construcción del torno de metal de precisión de Juanelo Torriano para fabricar las ruedas con dientes.

Los antecedentes de la electrónica se pueden situar a finales del siglo XIX y principios del XX, con el inicio de las aplicaciones del electromagnetismo y la electricidad, cuando se discutía el uso de la corriente directa y alterna. En tanto ocurría ese debate, John Fleming patentó los diodos de vacío (bulbos) en 1904 (UNAM, 2009).

Para Schuller (1986)3 dos acontecimientos despertaron el interés por la elec-trónica. El primero, cuando Guglielmo Marconi envió un mensaje al otro lado del mar vía telegrafía inalámbrica en 1901 y el segundo cuando en 1906 Lee De Forest inventó el vacío audion (triodo). El triodo se desarrolló con la idea de perfeccionar los receptores telegráficos para amplificar las ondas y controlar el volumen del sonido, añadiendo una delgada tira de alambre de platino (rejilla) entre el filamento (cátodo) y la placa (ánodo) (UNAM, 2009).

1 Universidad Nacional Autónoma de México (2009). 50 años de cómputo en México. 2008, Méxi-co, Medios y Enteros, pp. 14 y 15.

2 Boorstin, Daniel (1986). Los descubridores, España, Crítica, p.64.3 Schuler, Charles (1986). Electrónica, principios y aplicaciones, España, Editorial Reverté, p. 1.

En: http://books.google.es/books?id=_50ty8YvPHEC&pg=PA1&dq=historia+de+la+electronica&hl=es&sa=X&ei=FfJRUcmHNMWxygHQ7YHYAw&ved=0CC8Q6AEwAA

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En ese mismo año Greenleaf Whittier Pickard utilizó el primer radio detector de cristal que permitió la popularización de la radio y la electrónica, y poten-cialmente el empleo de los semiconductores. Igual que ahora, el problema de generación y disipación de grandes cantidades de calor de los dispositivos plan-teaba el reto de cómo disminuir o hacer más eficientes los bulbos. Los científicos sabían de la importancia de los cristales en los semiconductores, pero no los con-seguían con la suficiente pureza para su utilización (Schuler, 1986).

En 1919 los físicos William Henry Eccles y F.W. Jordan inventaron el primer circuito electrónico de conmutación flip flop (UNAM, 2009, p. 14 y 15). Poste-riormente, Philo T. Fransworth logró en 1927 plasmar las primeras imágenes electrónicas sin cable, llamada máquina de televisión, la cual, también ayudó a transformar la tecnología de la información (Badikian, 1975)4 5 .

La década de 1930 se caracterizó por el proceso de transición de la era ana-lógica a la digital, con diversos avances que se sucedían en distintos ámbitos. Uno es la utilización práctica de los números binarios que había formalizado Gottfried Wilhelm Leibinz en 1674. Otro es el desarrollo de la “numeración de Gödel”, quien codifica las expresiones formales como números naturales, con la publicación de sus dos teoremas de la incompletitud en 1931, con el empleo de la lógica y la teoría de conjuntos (UNAM, 2009). Kurt Gödel aprovecha también las leyes de la lógica que había descrito George Boole en 1854.

Alan Turing describió en 1936 los fundamentos teóricos de la computación, en su artículo “On Computable Numbers”, al introducir el concepto de una “máqui-na universal”, con la idea de replicar las matemáticas del “estado de la mente”. Turing concibió la máquina universal para responder a tres preguntas planteadas por David Hilbert en 1928 sobre las características de las matemáticas: son com-pletas, coherentes y decidibles. La pregunta final de Hilbert (‘Entscheidungspro-blem’) se refiere a la existencia de un método definido que se pueda aplicar a cualquier afirmación matemática, y que garantice una decisión correcta en cuan-to si la afirmación es cierta o no. Gödel ya había demostrado que la aritmética, y por extensión las matemáticas, no podían ser a la vez consistentes y completas. Turing demostró, por medio de su máquina universal, que la matemática es in-decidible.

4 Badikian, Ben (1975). Las máquinas de información, México, Fondo de Cultura Económica, pp. 9 y 10.

5 Según Schuller, la televisión comercial inicio alrededor de 1946, pp. 1 y 2.

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Para demostrar esto, Turing se le ocurrió el concepto de “números computa-bles”, que son números definidos por alguna regla. Estos números computables incluirían todos los números a los que se podría llegar a través de las operaciones aritméticas, con la búsqueda de las raíces de ecuaciones, y el uso de funciones matemáticas como senos y logaritmos. Turing demostró entonces que estos nú-meros computables podrían a su vez dar lugar a los no computables, y que por tanto no podía haber “proceso mecánico” para resolver todas las preguntas de matemáticas, ya que el cálculo de un número incomputable era un ejemplo de un problema sin solución. El concepto de la máquina de Turing, sugerido por Church, se ha convertido en el fundamento de la informática moderna6.

La evolución de la electrónica analógica y digital se ha caracterizado por ser muy rápida. El estudio de sus componentes activos (diodos, transistores, circuitos integrados) y pasivos (resistencias, conductores, condensadores, inductores) ha permitido profundizar en la creación de equipos y aparatos, también llamados hoy en día dispositivos electrónicos (Schuler, 1986). Este desarrollo acelerado, en una buena parte fue producto de las necesidades militares que dio lugar la Segunda Guerra Mundial.

Cabe aclarar que el concepto digital sería denominado como tal hasta 1942. George Stibitz, miembro del equipo del Comité Nacional de Investigación de Defensa de Estados Unidos, sugirió que el nombre más adecuado cuando se es-taban desarrollando las armas antiaéreas con el uso de pulsos eléctricos instantá-neos en contadores mecánicos no era el de pulsos, sino digital, como referencia al método de conteo de los dedos (digits) (Ceruzzi, 2012)7.

Otro esfuerzo que impulsó el desarrollo de los sistemas embebidos, fue la cons-trucción de autómatas. Wiener, el creador del concepto de Cibernética, sugiere:

“Este deseo de producir y estudiar los autómatas ha sido siempre expresado en términos de la técnica viviente de la época. En los días de la magia, existía el extraño y siniestro concepto del Golem, esa figura de arcilla sobre la que el Rabino de Praga infundía el soplo de la vida con

6 http://www.abebooks.com/servlet/SearchResults?tn=Computable+Numbers,+Application+Entscheidungsproblem

A Turing se le atribuye la Teoría computacional de la mente o Computacionalismo, planteando la posibilidad de que la mente humana puede ser modelada. Esta situación generó animados debates que continuan hoy en día. Stephen Wolfram ha propuesto el principio de equivalencia computacional, que establece que todo proceso natural o artificial, puede ser visto como compu-tación, y que los sistemas simples pueden alcanzar comportamientos complejos. Para este autor, la percepción puede reducirse a un reconocimiento de patrones y procesamiento de información.

7 Ceruzzi, Paul (2012). Computing, A concise history, United States of America, The MIT Press, pp. 1 y 2.

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la blasfemia del Inefable Nombre de Dios. En el tiempo de Newton el autómata consistía en la caja con el reloj de música con las pequeñas efigies haciendo piruetas rígidas en lo alto. En el siglo XIX el autómata es la glorificada máquina de vapor quemando algún combustible en lugar del glucógeno de los músculos humanos. Finalmente, el autómata del presente abre las puertas por medio de las fotocélulas o apunta las armas al lugar en el que un rayo del radar coge a un avión o computa la solución de una ecuación diferencial.” (Wiener, 1971)8.

La cibernética es complementaria a las ciencias de las comunicaciones, y ade-más se basa en una profunda analogía entre el comportamiento de las máquinas y el de los organismos biológicos. Está concentrada en sistemas de control basa-dos en la retroalimentación.

En los primeros años de la década de 1940, Wiener estableció comunicación con diversos científicos, con el propósito de construir máquinas computadoras y promover encuentros académicos entre distintas disciplinas interesadas en la cibernética para construir conceptos comunes. Su idea era romper las barreras que existían en cada disciplina, por ejemplo las matemáticas, la biología y la electrónica.

Dentro de las comunicaciones que estableció Wiener destaca la realizada con John Von Neumann, el cual contribuyó en 1945 a proporcionar los principios básicos de programación; al mostrar la posibilidad de la transferencia de datos de un lugar a otro de la computadora, a través de un programa integrado; la creación del Mathematical Analyser Numerical Integrator and Computer (MANIAC); y de relacionar un gran paralelismo entre el cerebro humano y la computadora.

La arquitectura Von Neumann no hubiera sido posible sin los inventores de la ENIAC (Presper Eckert y John Mauchly), quienes diseñaron paralelamente una nueva máquina provista con un programa almacenado, aunque Von Neumann ha pasado a la historia como el descubridor del programa almacenado.9 En 1949 publicó el modelo de computadora que permite la solución de problemas uti-lizando hardware y una serie de instrucciones de programación denominadas posteriormente como software. Este término fue aceptado hasta finales de los cincuenta.10

8 Weiner, Norbert (1971). Cibernética, Madrid, Guadiana de Publicaciones, p. 80, citado en http://www.infoamerica.org/documentos_pdf/wiener2.pdf pp. 11 y 12.

9 Wiener, Norbert (1971). op. cit., pp. 18-20. Como parte de sus contribuciones también se en-cuentra la teoría de juegos para el análisis de estrategias a través del análisis lógico de los datos, circunstancias y decisiones aplicables al comportamiento económico.

10 El año de aceptación del concepto (1957 o 1959) varia según la fuente utilizada: Mochi Alemán, Prudencio Oscar (2006). La industria del software en México en el contexto internacional y latinoamericano, México: Universidad Nacional Autónoma de México, Centro Regional de

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Al principio, los diseñadores en electrónica resolvían los problemas solamen-te utilizando hardware, lo que se conoce como diseño fijo, el cual es “un sistema físico (hardware) en el que los elementos que lo componen están unidos entre sí directamen-te, es decir, que las conexiones entre ellos no pueden ser modificadas por el usuario. Según el tipo de sistemas que permiten realizar se clasifican en combinacionales o secuenciales” (Mandado y Mandado, 2012, p. 420)11. La principal desventaja era la inflexibi-lidad, que hacía que el hardware de los sistemas electrónicos fuera desechable, es decir, que el sistema no pudiera ser reutilizado para otras aplicaciones, ya que la programación se realizaba mediante alambres que formaban parte del computador. Una parte del problema se resolvió a principios de los cincuenta, con el programa almacenado en una memoria física y posteriormente con otro llamado compilador, que traduce el lenguaje ensamblador a código máquina, que facilitó la escritura de las instrucciones en forma más familiar.

Una de las grandes innovaciones en electrónica ocurrió en 1947, cuando se logró construir el primer transistor operativo en los laboratorios de Bell. Con esta contribución científica John Bardeen, Walter Houser Brittain y William Bra-dford Shockley, recibieron el Premio Nobel (Schuler, 1986). (Paradógicamente, la prensa especializada y los ingenieros en electrónica dieron poca relevancia al descubrimiento del transistor. (Gergely, 1983)12.

Otro avance paralelo en el proceso de convergencia tecnológica se registró en las comunicaciones. Con el auge de telefonía se presentó el problema de satu-ración de las líneas. Claude Shannon publicó en 1948 la teoría matemática de la comunicación o teoría de la información, para optimizar la reproducción de un mensaje a través de la compresión de la información utilizando un código para codificar o descodificar los mensajes (Shanon, 1948)13.

Investigaciones Multidisciplinarias, p. 51, y en http://books.google.com.mx/books?id=hKCLgOftx6IC&pg=PA62&dq=historia+del+software&hl=en&sa=X&ei=Ae-GUYL5PPO40gGU1IGYCg&ved=0CC0Q6AEwAA#v=onepage&q=historia%20del%20software&f=false y Salvador Sánchez/Miguel Ángel Sicilia/Daniel Rodríguez (2012). Ingeniería del Software. Un enfoque desde la guía SWEBOK, p.13, Alfaomega, ISBN: 978-607-707-420-5)

11 Mandado Pérez y Yugo Mandado (2012). Sistemas electrónicos digitales. México. Marcombo Ediciones Técnicas y Alfa Omega Editores. p. 420.

12 Gergely, Stefan (1983). Microelectrónica, España, Salvat Editores, p. 66.13 Shannon, Claude. “A Mathematical Theory of Communication”, The Bell System Technical Jo-

urnal, ATT, vol. 27, USA, 1948, pp. 1-155. En http://cm.bell-labs.com/cm/ms/what/shannonday/shan-non1948.pdf

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Desde 1965 Gordon Moore (1965,)14, cofundador de Intel, pensó que la con-formación de los componentes de un circuito integrado se multiplicaría alrede-dor de cada dos años. Sin embargo, es común considerar que la Ley de Moore se refiere a que “el número de transistores que se podrían integrar en un chip, se duplicaría cada dos años” (UNAM, 2009). Pero se refería a la obsolecencia acele-rada de la capacidad de los componentes. Por esta razón, el avance provino cuan-do se logró incorporar una serie de transistores en un microprocesador o chip.

“Aunque el transistor estaba revolucionando la industria de la computación, en Inglaterra se llevaban a cabo actividades que afectarían profundamente la forma de construir compu-tadoras. Un ingeniero inglés, W.A. Dummer, se dió cuenta de que conforme se reducía el tamaño del equipo electrónico aumentaba la confiabilidad, y propuso el diseño del primer circuito integrado (IC) con ese fin. Una vez más, la habilidad y tecnología necesarias para este trabajo no estaban disponibles y la idea se abandonó en Inglaterra. Sin embargo, los ingenieros estadounidenses aceptaron el reto y en 1958 Jack Kilby, que trabajaba para Texas Instruments, produjo el primer IC. Otros ingenieros que trabajaban en su desarrollo poco a poco refinaron los diversos métodos de fabricación. Esto produjo un importante aumento en la complejidad de los IC disponibles. Con esto la computadora se podía construir a partir de componentes más confiables y pequeños.” (Sayers, Robson, Adams, & Chester, 1995)15.

No fue sino hasta 1969 cuando Marcian Ted Hoff concibió el diseño de una calculadora utilizando software y hardware, proyecto que fue realizado hasta 1971, cuando Federico Faggin construyó para Intel el primer microprocesador en chip. A partir de la creación del microprocesador 4004, los diseñadores comen-zaron a buscar aplicaciones y productos que pudieran ser controlados con este dispositivo. El gran éxito en ventas motivó a Intel a construir la siguiente versión, el 8008, que contaba con más prestaciones en hardware que su antecesor.

Quizá éste sea el origen del nombre Embedded System que se traduce al espa-ñol como sistema empotrado o embebido. El éxito de estos sistemas fue tal que marcó una nueva era en el diseño de los sistemas electrónicos. Por este motivo muchos diseñadores marcan el origen de los sistemas embebidos en 1971 con la creación del microprocesador 400416.

14 Moore, Gordon. Electronics Magazine, April 1965, citado por Hammon, Ray. El mundo en 2030, p. 43, en http://www.rayhammond.com/El%20Mundo%20en%202030.pdf p. 62.

15 Sayer, Robson, Adrian Adamas, Alan Chester y E, Graeme (1995). Principios de microprocesado-res. México. Continental.

16 Se menciona en literatura no confirmada que el primer sistema embebido fue el D-17, diseñado en 1961 por la fuerza aérea de Estados Unidos para el sistema de navegación del misil Minute-man I. Fue construido con transistores y con un disco duro como memoria principal.

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El auge de estos dispositivos se debió a que pueden realizar diferentes ta-reas con sólo cambiar el software, es decir, ejecutar la secuencia de instrucciones, sin necesidad de modificación alguna al hardware. Esta flexibilidad posibilitó la reutilización del sistema de hardware, también conocido como sistema mínimo, que se refiere a los componentes necesarios que integran un sistema.

Los requerimientos crecientes de las aplicaciones, condujo al incremento en el tamaño y complejidad de la secuencia de instrucciones que tenía que ejecutar el microprocesador, sobrepasando en ocasiones su capacidad de almacenamien-to. Por esta razón se les conoció como dispositivos con recursos limitados, aunque en su momento eran muy potentes.

Con el aumento de la capacidad de integración de transistores en un solo chip, la memoria de los microprocesadores también creció, y con ella la longitud de la secuencia de instrucciones, lo que se llamó programa o firmware, abriendo la posibilidad de desarrollar aplicaciones que irían configurando el uso de los sistemas embebidos.

El mercado de aplicación de los sistemas embebidos comenzó a crecer. Sur-gieron nuevas compañías que crearon sus propios microprocesadores, como Mo-torola y Zilog, con un conjunto de instrucciones diferentes, y en consecuencia con modelos de hardware distintos, a los que se les llamó arquitecturas de hard-ware. La única manera en que dos sistemas de hardware interpreten de la misma forma un listado de instrucciones es porque tienen la misma arquitectura.

En las últimas dos décadas (1980-2010) las partes de hardware y software han evolucionado casi a la par, en gran medida por los avances logrados en los semi-conductores en la década de los noventa. Mientras el hardware incorpora peri-féricos más veloces y de mayor capacidad para el manejo de datos, el software ha pasado de ser una secuencia de instrucciones a un bootloader (programa residen-te en memoria), un scheduler, y finalmente a un sistema operativo de tiempo real. Debido a que el software está dentro de la memoria del sistema se le suele llamar software embebido.

Actualmente existen sistemas embebidos tan complejos, capaces de conectar-se a Internet, consultar servidores, ejecutar tareas simultáneas, etcétera, que es difícil distinguir qué los diferencia de una computadora. Sin embargo, no debe olvidarse que un sistema embebido tiene la capacidad de ejecutar una tarea en un tiempo finito determinado, es decir, en tiempo real.

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En 2004 se estimaba que una persona promedio interactuaba diariamente con aproximadamente 300 sistemas embebidos diferentes. De mantenerse el ritmo actual en la evolución y difusión de los sistemas embebidos se puede pro-nosticar que para el 2020 los sistemas embebidos incluirán algoritmos complejos de inteligencia artificial y estarán integrados en redes colaborativas, que interco-nectados en la nube podrán conformar sistemas inteligentes.

Se podría decir que el desarrollo de los sistemas embebidos se ha acelerado por un proceso paralelo entre diferentes áreas: comunicaciones, cómputo y elec-trónica, que para fines del siglo XX, generó la gran convergencia tecnológica, y junto con la miniaturización de los componentes electrónicos, especialmente los microprocesadores, provocó la creación y explosión de los dispositivos mó-viles inalámbricos.

Es evidente que la fabricación de los microprocesadores ha tenido una ten-dencia a la miniaturización. En 2008 se construyó un microprocesador de 45 nanómetros (nm) que equivale a una milmillonésima parte de un metro, con la capacidad de enviar información a una velocidad de alrededor de 3 GHz por segundo. Intel estimó que para el 2015 su micro arquitectura permitiría gene-rar procesadores de 22 nm (UNAM, 2009). Sin embargo, existen algunas ideas de que la progresión de la Ley de Moore no podrá continuar. “Paul Packan, científico de Intel, declaró a The New York Times que difícilmente se encontrarán vías para que la progresión de Moore continúe. Las limitaciones de ésta fueron revisadas por el propio Moore con el científico Stephen Hawking, quien destacó que los límites están justo en las fronteras de la microelectrónica: la velocidad de la luz y la naturaleza cuántica de la materia, dos límites que ya no estan lejos. (UNAM, 2009).”

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Capítulo 2. Sistemas embebidos

José Francisco Rodríguez Arellano

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Los sistemas embebidos comenzaron a utilizarse antes de ser definidos y van evolucionando de manera tan rápida que provocan que las concepciones acerca de ellos cambien constantemente (ver anexo A).

Sin embargo, y a pesar de que aún se discute por qué se les llama sistemas embebi-dos, se pueden distinguir cuatro características fundamentales:

• Hardware (Embedded hardware)

• Software (Embedded software)

• Inteligenciacomputacional

• Ejecucióndeunaovariastareasentiemporeal(elsistemaespredecibleydeterminista)

En este sentido, se propone definir un sistema embebido como un dispositivo electrónicoquetieneinteligenciacomputacional,diseñadoparacumplirunaovariastareasrelacionadas,quesedeterminandesdeeldiseñoyporlotantosonpredeciblesalejecutarseentiemporeal;estáintegradoporcomponentesdehardware y software.

Figura1.EjemplodesistemaembebidoFriendlyARMMicro2440.

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DiagnósticoparalafundamentacióndelaMaestríaenSistemasEmbebidos

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Los sistemas embebidos son deterministas, es decir, que responden con el mismo resultado y en el mismo tiempo ante el mismo evento de entrada, a diferencia de una computadora personal o de escritorio, que entrega los mismos resultados ante eventos de entrada iguales, pero no lo hace siempre en el mismo tiempo, debido a la naturaleza de su sistema operativo.

2.1. Hardware embebido o Embedded hardware

Regularmentetodosloscomponenteselectrónicosqueformanelhardwareresi-denenunatarjeta,tambiénllamadacircuitoimpreso(PCB, Printed Circuit Board), tarjetaelectrónica,oembedded system board. Se pueden identificar seis secciones quecomponenalainmensamayoríadeestastarjetas(figura2):

• Unidaddeentrada

• Acondicionamientodeseñal

• Memoria

• UnidaddeProcesamiento

• Driver

• Unidaddesalida

Figura2.InteraccióndelasseisseccionesqueregularmentecomponenelEmbedded Hardware

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Ladelimitaciónde los componentes de las unidades de entrada y salida quepueden considerarse parte del hardwareembebidosonmotivodediscusión.En nuestrocaso,yteniendoencuentaqueunsistemaembebidosinaplicaciónno tiene sentido, consideramosal transductorque interpretael fenómenofísicocomopartedelaunidaddeentradayalactuadorquerespondealfenó-meno físico como parte de la unidad de salida.

Entonces, el bloque unidad de entrada engloba a todos aquellos dispositivos que permiten introducir datos o instrucciones al sistema, incluyendo teclados, interfaces USB, WiFi, Ethernet, pantallas táctiles, sensores, entre otros.

Lasseccionesdeacondicionamientodeseñalpuedentenerdiversasfuncio-nes,comoamplificarlaseñalprovenientedelsensor,filtrarla,convertirlaadigi-tal,yenalgunoscasos,aislarlasseñalesdeentradadelprocesamientodigital.

El bloque llamado Driver aumentalacorrientey/oelvoltajeencasodequela etapa de salida lo requiera. En algunas aplicaciones es necesario efectuar la conversiónde la señaldigital a analógicao aislar elprocesamientodigitaldeseñaldelaetapadesalida.

La unidad de salida está conformada por todos los dispositivos que permiten alsistemaentregarinformaciónalusuarioy/ocontrolarlosactuadores(moto-res, pistones neumáticos, electroválvulas, otros sistemas embebidos). Entre los dispositivos de salida se encuentran los indicadores luminosos, displays, panta-llas, interfaces USB, WiFi, Ethernet y las interfaces de potencia.

La unidad de procesamiento controla y coordina a las unidades de entrada, salida y memoria de datos, produciendo respuestas de acuerdo a las instruccio-nes almacenadas en la memoria de programa.

Algunossistemasdebenprocesargrandescantidadesdeinformación,porloque necesitan una memoria (buffer) que guarde los datos antes y/o después de las operaciones realizadas por la unidad de procesamiento. En algunos casos incluso es necesario utilizar memoria extraíble del sistema para guardar informa-ciónquerequieraserinterpretadafueradelíneaotransportadaaotrosistema.

Aunqueesposiblesepararenseccionescadafuncióndelsistemaembebido,puede suceder que esta separación sea físicamente imposible, ya que existeninterfaces que son bidireccionales, es decir, unidades de entrada/salida que pue-denenviaryrecibirinformación–comoUSB, Ethernet, UART,entreotras–einclusopueden ser parte integral de la unidad de procesamiento.

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LaFigura3muestraunsistemaembebidodeusogenéricocomercial(G20),diseñadoyconstruidoporlacompañíaACME Systems,queincluyeunaconexiónUSBparacomunicacióndedatosadistanciascortasyotradetipoEthernet para comunicacióndedatosalargasdistancias.

Figura3.Partesque componenaun sistemaembebidocomercialde la compañíaACME Systems.

http://www.acmesystems.it/FOXG20

No todos los sistemas embebidos necesitan conexiones USB o Ethernet (unidades deentrada/salida)pararecibiryenviardatos,algunossistemassólorequierenpush buttons como unidad de entrada y LED como unidad de salida. Todo depen-dedelproblemaofenómenofísicoquesedesearesolverconelsistemaydelostrade-offsocompromisosquesedebentomarcuandosediseñaelsistemaembe-bido. Los trade-offs más comunes son los que se generan entre la funcionalidad y el consumo de energía del sistema, entre la funcionalidad y el costo del sistema, o entre la carga de trabajo que se reparte al software embebido y al hardware embebido. Así, los trade-offs seconviertenenpartefundamentaldeldiseñodelhardware a pesar de no ser un elemento físico.

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Untrade-offeselqueseestableceentreelnivel(bajo,alto)deabstracciónuti-lizadoenlaconstruccióndel softwareembebidoylavelocidaddeejecucióndelaaplicación.Esconsideradoesencialporquedeterminaelniveldeconocimientoquedebeposeereldiseñadordelsistemasobreunidadesdeprocesamiento,es decir,siseutilizalenguajedealtonivel(niveldeabstracciónalto),sesacrificavelocidaddeejecuciónperonoesnecesariounconocimientoprofundodelaunidaddeprocesamiento.Porelcontrario,siloquesedeseaesaltavelocidadenlaejecucióndelaaplicaciónseránecesarioconstruirelsoftwareenlengua-jeensamblador(niveldeabstracciónbajo),loqueimplicaríaunconocimientoprofundo de la unidad de procesamiento por parte del desarrollador.

Los trade-offs son resueltospor losdiseñadoresde sistemasembebidosconbaseensuexperienciamásqueenunavaloracióndelassolucionesposibles.

2.1.1. Unidad de procesamiento

LaUnidaddeProcesamientoantesmencionadaseimplementafísicamenteporseccionesquerealizanunafuncióndeterminadayque,alinterconectarse,for-man una estructura a la que se le llama arquitectura1, que dota al sistema embe-bido de inteligencia computacional y sobre la que se monta el software embebido. La arquitectura puede estar conformada por uno o varios circuitos integrados.

Existen tres tipos de arquitecturas, es decir, tres maneras diferentes de interco-nectar estas secciones:

• VonNeumann

• Harvard

• Configurable

Cadaunadeestasarquitecturastienediferentedesempeñoenvelocidadyca-pacidad de procesamiento de datos, lo que las hace adecuadas para diferentes aplicaciones.

Arquitectura Von Neumann

LaarquitecturadeVonNeumannfueelprimermodelodearquitecturadelauni-dad de procesamiento, y está compuesta de ocho secciones: puertos de entrada,

1 En el hardware embebido conviven dos arquitecturas, una dentro de la otra, la arquitectura que forma la embedded board system y la de la unidad de procesamiento.

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puertos de salida, memoria de datos (RAM), memoria de programa2 (ROM), uni-dadaritméticalógica(ALU),unidaddecontrol,registrosyreloj.

La ALU (unidad de control y los registros), se agrupan en un solo bloque lla-mado unidad central de procesamiento (CPU), y actualmente están contenidas en un único chipocircuitointegrado,denominadomicroprocesador(figura4).

Figura4.-ArquitecturaVonNeumann.LosdispositivosdeEntradaySalidaestánagrupadosenel

bloquellamadoPuertosE/S

Las memorias ROM, RAM,elrelojy losdispositivosdeentrada/salidasonchips externos al microprocesador. A todos estos chipsenconjuntoselessuelellamarsistemamínimo,yaquecadachiprealizaunafunciónelementalenestetipodearquitecturacomosemuestraen la tarjetaelectrónicade la siguiente imagen(figura 5). [ver en la siguiente página].

2 Lamemoriadeprogramaessolodelectura,tipoROM (Read Only Memory), sin embargo la tecno-logía utilizada para el almacenamiento ha cambiado, desde EPROM, EEPROM, hasta de tipo FLASH.

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Figura 5. Arquitectura de Von Neumann y su implementación física(a la izquierda semuestraeldiagramaabloquesdelaarquitecturayaladerechasuimplementación)

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/64/Signetics_2650_microprocessor_October_1975.jpg

La principal característica de esta arquitectura es que utiliza el mismo bus para direccionar la memoria de programa y de datos, lo que deriva en la necesidad deutilizardosciclosderelojporcadaoperación:uncicloparaobtenerlaopera-ciónaejecutaryotroparaobtenereloperando,estoes,losdatosnecesarios.

Arquitectura Harvard

LaArquitecturaHarvard se componedeocho secciones:puertosdeentrada,memoriadeprograma,memoriadedatos,unidadaritméticalógica,unidaddecontrol, registros, y puertos de salida (figura 6). [ver en la siguiente página].

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Figura6.ArquitecturaHarvard.

La principal característica de esta arquitectura es que tiene un bus de acceso a la memoria de programa y otro bus separado para la memoria de instrucciones, loquelepermiteejecutarunaoperaciónenunsolocicloderelojyaquepuededisponerdelaoperaciónyeloperandodemanerasimultánea.

Este tipo de arquitectura fue integrada en un solo chip al que se le dio el nombre de microcontrolador, es decir, los chips de memoria ROM, RAM, algunos puertosdeentrada/salidayrelojseencuentradentrodeunmismocircuitointe-grado (figura 7). [ver en la siguiente página].

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Figura7.Arquitectura internadelMicrocontroladorPIC16F84. ImagentomadadelDatasheetPI-

C16F84.

AunqueunMicrocontroladorestábasadoenarquitecturaHarvardyelmicro-procesadorenVonNeumann,comúnmenteseconsideraquesilospuertosdeentrada/salida están encapsulados dentro del mismo chip que la unidad central de procesamiento de datos (CPU), es un microcontrolador, en caso contrario es un microprocesador.

Arquitectura Configurable

Laarquitecturaconfigurableesunaevolucióndeldiseñode hardwarefijo3 que per-miteredireccionar físicamente las líneasdeconexióndelhardware posibilitando

3 Sonaquellosque,comosunombreindica,realizanunadeterminadafuncióncomoporejemplomultiplexar,contar,desplazarinformación,ocombinacionesdeellas.(DispositivosLógicosPro-gramables y sus aplicaciones, Enrique Mandado, L. Jacobo Álvarez, Ma. Dolores Valdés,(2002).Thomson Editores, Spain p.6).

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ejecutarotrastareas,consólocambiarlosregistrosdecontrol.Seasemejaaunarreglodecompuertaslógicascuyasconexionespuedenserconfiguradasatra-vésdeunlenguajedealtonivelparareproducirdesdefuncionestansencillascomolasllevadasacaboporunacompuertalógicahastalascomplejasfuncionesdeunaarquitecturaHarvardoVonNeumann.

Esta arquitectura suele estar en un solo chip, al cual se le llama dispositivo lógicoprogramable(PLD).UnodelosPLD más representativos es el FPGA (Field Programmable Gate Array).

EnlasiguienteimagensemuestraunFPGAcon64logicblock(Bloquesló-gicos)y60I/Oblocks(bloquesdeentrada/salida),cadaunodeestosbloquestiene la flexibilidad de ser reconfigurado dependiendo del problema a resolver (figura8).

Figura8.Arquitecturareconfigurable(FPGA)

No obstante a que la posibilidad de implementar las arquitecturas antes descri-tasresultasermuyatractiva,tienenunavelocidaddeejecuciónmuypordebajocomparada con la velocidad que se consigue con chips dedicados.

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2.1.2. Procesadores embebidos

Se les llama procesadores embebidos a los chips que realizan el procesamiento de lainformacióndentrodelsistemaembebido,esdecir,alosPLD, microprocesado-res y/o microcontroladores que son parte de la unidad de procesamiento.

Con la incorporaciónde losprocesadoresembebidos almercado,muchascompañíascomenzaronacrearlospropios, loscualesprotegieronintelectual-menteconpatentesynombrescomerciales,eventoqueoriginóunaavalanchade procesadores, a tal grado que se dificulta clasificarlos.

En el libro Embedded Hardware (Ganssle, et al.)4, el autor clasifica a los procesa-dores embebidos en modelos que se diferencian por las características del listado deinstruccionesconelcualelprogramadorpuededesarrollarsuaplicación.

Los diversos modelos de los procesadores embebidos pueden englobarse en trescategoríasdependiendodesuaplicación:

• Funciónespecífica.

• Propósitogeneral.

• Ejecuciónenparalelo.

Modelo de función específica

Sonprocesadoresdiseñadosparadesempeñarunsolotipodeaplicaciones.Aun-que existe una gran cantidad de aplicaciones específicas, se pueden agrupar en cuatro categorías generales:

• Controladores:Sonprocesadoresdiseñadosparaaplicacionesconcretas,conperiféricosinternosespecializadosenlaaplicaciónendondesedeseainsertar el sistema, como los controladores de video que cuentan con una capacidad de memoria FIFO (First In First Out) mayor a la de un controla-dor para microondas.

• DSP (Digital Signal Processor): Son procesadores utilizados en sistemas que requieren un alto volumen de operaciones matemáticas, ya que poseen multiplicadoresinternosquefacilitanymejoraneldesempeñodelasope-raciones.

4 Ganssle, Jack; Noergaard, Tammy; Fady, Fred; Edwards, Lewin; Katz, David J.; Gentile, Rick. et. al. (s/f). Embedded Hardware Know it all, Newnes.

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• PLD (Programmable Logic Device): Se utilizan para aplicaciones donde se necesitadiseñarunamáquinadeestadospersonalizadaparasolucionaróptimamenteunafunciónenespecífico.Tambiénseempleanenalgunasaplicacionestancomplejasquenecesitanunacombinacióndemodelostipo controlador y DSP.

• MáquinavirtualJava:SonprocesadoresquepermitelainterpretacióndellenguajeJava de alto nivel.

Modelo de propósito general

Estos procesadores incluyen puertos de entrada/salida de uso general, que les permiten ser utilizados en una gran variedad de aplicaciones. Existen dos mode-losdeprocesadoresdepropósitogeneral:

• RISC (Reduced Instruction Set Computer): Está compuesto por instrucciones potentesquesepuedenejecutarenunúnicociclodereloj.

• CISC (Complex Instruction Set Computer):Altenerunamplioconjuntodeinstruccionescomplejasofreceunmayorcontrolsobreel hardware.

Modelo de ejecución en paralelo

Comosunombreindica,estosprocesadoressoncapacesdeejecutardosomásinstrucciones simultáneamente, esto es, en paralelo. Técnicamente se les con-sidera una evolucióndelmodelo de propósito generalRISC, ya que ejecutanvariasinstruccionesparalelasenunciclodereloj.Estetipodemodelosepuedeclasificar en dos categorías:

• Unainstrucción-múltiplesdatos

• Máquinasúperescalar

Cada una de las arquitecturas antes descritas tiene características que las hacen adecuadas para cierto tipo de modelos, por lo que regularmente cada caso se asociaaunaarquitectura.Sinembargo,estaasociaciónnoesdeterminante.Asíporejemplopuedeexistirunmodelodefunciónespecífica,comouncontro-ladorde video, con arquitectura internaHarvard, ounmodelodepropósitogeneral CISC cuya unidad de procesamiento esté construida con arquitectura VonNeumann,etcétera.

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Algunossistemasmáscomplejosincorporanprocesadoresembebidosdedica-dosalaunidaddeentraday/odesalida,formandounesquemamaestro–escla-vodeprocesadoresembebidosquepermiteejecutartareasenparalelo(figura9), sinembargo,esteesquemacomplica lacomunicaciónentreprocesadores,generando errores de sincronía.

Figura9.EsquemadesistemaembebidoMaestro-Esclavo.

2.2. Software embebido o Embedded software

El software de los sistemas embebidos es un listado de instrucciones llamado pro-gramaquedebe ser traducido a códigomáquinao lenguaje binariopara serinterpretadoporelprocesadorembebido.Cadainstruccióndelprogramaestra-ducida a binario y almacenada en la memoria de programa la cual, dependiendo del tipode arquitectura sobre la que se esté trabajando,puede ser internaoexterna al procesador.

En caso de que la memoria de programa sea externa al chip del procesador (microprocesador,arquitecturaVonNeumann),debe serextraídadel sistema

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mínimo y llevada hasta un dispositivo programador universal de memorias para cargarelcódigobinario(programa)alamemoria.Yencasodequelamemoriade programa esté integrada en el chip del procesador (microcontrolador, arqui-tecturaHarvard),éstedebeserllevadohastaeldispositivoprogramadoruniver-saldeprocesadoresparacargarelprograma.Alcódigomáquinaalmacenadoenla memoria de programa se le suele llamar firmware o software embebido.

En sus inicios los programadores de los sistemas embebidos planteaban al-gorítmicamentelasoluciónalproblemaquedebíaresolverelsistemaydespuéslo convertían en una secuencia de instrucciones, que posteriormente traducían acódigobinario.Todo esto se hacía en papel. El último paso era introducir el códigobinarioresultantealamemoriadeprogramautilizandoelsoftware del pro-gramador de memorias universal.

Esteprocedimientoeramuytardadoypropensoaerrores.Pararesolveres-tosproblemassegeneróunsoftware de escritorio que automatizara el proceso deconversióndelasecuenciadeinstruccionesacódigomáquina.Estesoftware sellamalenguajedebajoniveloensamblador.

Apesardelasventajasquetieneellenguajeensamblador,actualmentepo-cos programadores lo usan, ya que es difícil realizar aplicaciones sobre él. La estrategia de ventas de algunas empresas fabricantes de procesadores es generar lenguajesycompiladoresamigables(dealtonivel)ydefácilaccesoparalospro-gramadores, que los motiven a comprar sus procesadores.

Con el incremento de la capacidad de almacenamiento de la memoria de programaylaposibilidaddegeneraraplicacionesenlenguajesdealtonivel,losprogramascomenzaronacrecerentamañoycomplejidadhastaquefuenece-sario importar modelos y estándares de ingeniería de software a las aplicaciones dedicadas a sistemas embebidos.

Apesardelasmejorasqueseconsiguenalutilizarestándaresde software, es necesario resolver el problema algorítmicamente antes de ser programado. En-tremásexperienciaseposeaenestecamposepropondráunamejorsolución.

Existen técnicas comúnmenteutilizadas en la resolucióndeproblemasdesoftware de escritorio que pueden, con algunas limitaciones, ser utilizadas en el desarrollodesistemasembebidos.Acontinuaciónanalizaremosalgunasdeestastécnicas.

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2.2.1. Técnicas para el desarrollo de aplicaciones de software

Se identificaron tres técnicas que ayudan al desarrollador de aplicaciones en softwareembebidoamodelarlasolucióndelproblemaaresolver:estructurada,programaciónorientadaaobjetosyconcurrente.

Técnica estructurada

Es una secuencia de bloques que pueden estar conformados por combinaciones detreselementosbásicos:secuenciación,selecciónocondicióneiteración(fi-gura10).

Siguiendo esta estructura, de lo general a lo particular, es posible plantear una soluciónacualquierproblema.

Figura10.Ejemplosdesecuenciasdebloques

Técnica orientada a objetos

Debidoaqueloslenguajesdealtonivelparasistemasembebidosnolopermi-ten, no es posible utilizar este tipo de técnica al cien por ciento. Sin embargo, se puedeaprovecharelestilodemodeladodelaprogramaciónorientadaaobjetosparaaportarunavisiónclaradeunaposiblesoluciónalproblema(figura11).

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Figura11.-Estilodemodeladodeprogramaciónorientadaaobjetos.Imagentomadadelanotade

aplicacióndeMicrochipAN1003.

Lasventajasdeutilizarestatécnicaparamodelarsolucionesensistemasembe-bidossesigueexplorando.UnodelosresultadosesMarte,unlenguajebasadoen UML orientado a modelar sistemas operativos de tiempo real (http://werner.yellowcouch.org/Papers/rtuml/).

Técnica concurrente

Esunatécnicautilizadapararesolveraplicacionesquerequierenlaejecucióndeprocesosconcurrentemente(figura12).Estatécnicaaprovechalasinterrupciones

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de hardwarepara“saltar”sobrelaejecucióndelprogramaprincipal.Cadasaltoes controlado por un Timerqueasignaelmismoperiododeejecuciónacadatarea.

Figura12.Técnicaconcurrente

Unavezpropuestalasoluciónalgorítmicaconayudadealgunadelastécnicasan-teriores, es necesario programarla en el procesador embebido. Antes de comen-zaraprogramarseprocedeaseleccionarlaestrategiadeprogramaciónomodelodecomportamientodesoftwarequeseguiránuestrosistemaembebido,yaqueestaselecciónimpactarádirectamenteenlacomplejidaddelprograma.

2.2.2. Modelos de comportamiento del software

Proponemostresmodelosdecomportamientodesoftware(Básico,bootloader, y RTOS)sobrelosquesepuedeprogramarlasoluciónpropuestasporeldesarro-llador de software embebido.

Cadaunodeestosmodelosofreceventajasydesventajassobreelcontroldehardware que el desarrollador del sistema debe conocer.

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Básico

Eselmodelonaturaldeprogramación,endondeeldesarrolladordespuésdeplantearunaposiblesoluciónalproblema,latranscribeaunlenguajedealtoobajonivel,lacompilaygeneraelcódigomáquinaquedebeseralmacenadoenla memoria de programa.

El resultado es un programa principal que tiene control sobre el hardware (figura 13).

Figura13.Representacióndelmodelodecomportamientobásico

Bootloader

Es un modelo de comportamiento que está compuesto de dos programas, uno principal (bootloader) que se almacena en la memoria de programa y otro secun-dario(aplicación)quesealmacenaenunamemoriasecundaria.Elprogramaprincipaleselprimeroenejecutarsecuandoseactivaelsistema,teniendoelcon-trol sobre el hardware. Sin embargo, después de revisar el estado de las unidades de entrada/salida se convierte en un esclavo del programa secundario.

Regularmente es utilizado en dos tipos de aplicaciones: cuando la memoria deprogramaeslimitadaylaaplicaciónesgrandeocuandosedesearealizarpro-gramaciones por algún puerto de entrada del sistema, como el puerto serie.

Este esun esquema importadodel diseñode computadorasde escritorio,las cuales tienen un BIOS (bootloader), que revisa el estado de los periféricos y re-direcciona la secuencia de instrucciones a seguir por el microprocesador al disco duro.

Figura14.RepresentacióngráficadelmodelodecomportamientoBootloader.

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RTOS

Es un sistema operativo de tiempo real, es decir, es un administrador de recursos con la capacidad de responder en un tiempo definido. Así, administra el tiempo deejecucióndelastareasquedeberealizarelprocesador,conlacapacidaddeasignar tiempos definidos a cierto tipo de tareas críticas.

2.2.3. Metodologías de desarrollo de software

Las técnicas para el diseñode software ayudan al desarrollador a organizar el problemaaresolvery,dependiendodelacomplejidaddelasoluciónpropuesta,a seleccionar un modelo de comportamiento para programarlo. Asimismo, pue-den contribuir a reducir significativamente el tiempo y los costos del proceso de desarrollo.

Amedidaque los sistemasembebidoscomenzaronacontrolar fenómenosfísicoscomplejos, losdesarrolladoresempezaronapreocuparsepor lacalidaddel software embebido, por lo que importaron metodologías propuestas para el software administrativo.

Se conocen cuatro metodologías (cascada, en V, basada en prototipo, espiral) que son aplicadas al desarrollo de software.

Metodología en cascada

Estáintegradaporcincoetapas:requisitos,diseño,construcción,pruebasyman-tenimiento (figura 15).

Es una metodología rígida, ya que no se puede cambiar de fase hasta que se con-sidera terminada. Cada vez que se termina una fase se debe realizar un documento queregularmentevalidaelcliente.Laventajaqueofreceelcontroldelasfasesseveopacada por el problema de parálisis que puede llegar a darse entre las fases.

Figura15.-Ciclodevidadeunproyectodedesarrollodesoftwareempleandolametodologíaencascada (Imagen tomadade Ingenieríadel Softwareun enfoquedesde la guía SWEBOK, Salvador

Sánchez, Miguel Ángel Sicilia, Daniel Rodríguez(2012),México,Alfaomega).

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Metodología en V

Esta metodología es muy utilizada en los sistemas embebidos del ramo auto-motriz (ECU). En este modelo para cada fase de desarrollo hay una paralela de validación.

Figura 16.- Ciclo de vida de un proyecto de desarrollo de softwareempleandolametodologíaenV(ImagentomadadeIngenieríadelSoftwareunenfoquedesdelaguíaSWEBOK, Salvador Sánchez,

Miguel Ángel Sicilia, Daniel Rodríguez(2012),México,Alfaomega).

Metodología basada en prototipos

La finalidad de esta metodología es generar un prototipo rápidamente, para que el cliente lo vea funcionando y como resultado especifique a detalle los reque-rimientosquedeseaparaelprototipofinal(figura17).Lamayordesventajadeesta metodología es que regularmente los prototipos intermedios son desecha-bles, por lo que el desarrollo resulta muy costoso.

Figura17.-Ciclodevidadeunproyectodedesarrollodesoftwareempleandounametodologíaba-sadaenprototipos(ImagentomadadeIngenieríadelSoftwareunenfoquedesdelaguíaSWEBOK,

Salvador Sánchez, Miguel Ángel Sicilia, Daniel Rodríguez(2012),México,Alfaomega).

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Metodología en espiral

Esta metodología es ágil, es decir, permite tomar un requerimiento o una seriedeellosydesarrollarloshastalaetapadepruebas.Unavezterminadoelciclosecomienzaotravez,peroenuntrabajomásafinado.Elprocesodeiteraciónsedetienecuandoseterminandeprecisarlosrequerimientos,for-mando un espiral de iteraciones.

Figura18.-Ciclodevidadeunproyectodedesarrollode software empleando la metodología en espi-ral(ImagentomadadeIngenieríadelSoftwareunenfoquedesdelaguíaSWEBOK, Salvador Sánchez,

Miguel Ángel Sicilia, Daniel Rodríguez(2012),México,Alfaomega).

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Capítulo 3. Ciclo del proceso de desarrollo de sistemas embebidos

Infotec*

* Participarón en la elaboración Leonardo Chapela, Víctor Méndez, Rubén Laguna, José Francisco Rodrí-guez, Ramón Reyes y Juan Carlos Téllez.

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El desarrollo de los sistemas embebidos, se distingue por sus componentes de hard-ware y de software así como su integración. Dicho desarrollo se puede representar esquemáticamente empleando para ello una abstracción de la secuencia de los diversos macroprocesos que forman el ciclo del proceso de desarrollo de sistemas em-bebidos.

Figura 19. Ciclo de procesos de desarrollo de sistemas embebidos (Elaboración propia, Infotec, 2013)

Se define a los macroprocesos como un grupo o secuencia de procesos que ges-tionan y dirigen el desempeño de las organizaciones; y a los procesos o subproce-sos como el conjunto de actividades y prácticas mutuamente relacionadas o que interactúan entre sí, las cuales transforman elementos de entrada en resultados y que cuando se realizan de forma efectiva satisfacen los objetivos planteados para dicho proceso. El hecho de subdividir ciertos procesos en subprocesos permite desagregar actividades para dar precisión al trabajo a desarrollar.

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Aun cuando los procesos describen el comportamiento de cualquier institu-ción, todos los procedimientos y prácticas involucradas deben ser analizadas e interpretadas en su contexto y circunstancias internas y externas.

3.1. Macroprocesos que integran el Ciclo del proceso de desarro-llo de sistemas embebidos

La secuencia del Ciclo del proceso de desarrollo de sistemas embebidos puede representarse también como una agrupación de siete macroprocesos (a los que se incorporan los usos) que son mutuamente excluyentes dado que se represen-tan de manera lineal; en la realidad estos macroprocesos interactúan entre sí durante todo el ciclo (anexo B).

I. Administración del ciclo de vida

II. Análisis y diseño

III. Desarrollo de hardware

IV. Desarrollo de software

V. Integración y pruebas

VI. Administración del producto

VII. manufactura en serie

Aplicaciones (Usos)

Figura 20. Secuencia de macroprocesos que conforman el ciclo (Elaboración propia, Infotec, 2013)

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Procesos que conforman cada macroproceso del ciclo

El propósito del esquema del Ciclo del proceso de desarrollo de los sistemas embebidos, es aportar un marco de referencia para la identificación detallada de los procesos y subprocesos que lo conforman, así como ofrecer algunas ideas sobre los retos de desarrollar un producto embebido. Se presenta la gráfica con todos los procesos que integran cada macroproceso:

MACROPROCESO

del SISTEMA del SOFTWARE

del HARDWARE del SISTEMA del

SOFTWARE del HARDWARE ALTO NIVEL (SW y HW)

de DETALLE

I.- ADM. CICLO DE VIDA

II.- ANÁLISIS Y DISEÑO

PROCESO

ADM. DEL CICLO DE VIDA

ESPECIFICACIÓN DE REQUERIMIENTOS ARQUITECTURA DISEÑO

MACROPROCESO

Modelado Síntesis Diseño Físico

Processor Core (microprocessors, microcontrollers)

System-on-a-Chip processor (SoC)

Field Programmable Gate Arrays (FPGA)

Application-Specific Integrated Circuit

(ASIC)

Digital Signal Processor (DSP)

PROCESODISEÑO DE HARDWARE SEMICONDUCTORES

III.- DESARROLLO DE HARDWARE

MACROPROCESO

Network Systems (HW)

Electronic Control Units

(ECU)Buses Sensores Actuadores PCB Construcción

del PrototipoCase

EnclosureVerificación y Pruebas

Diseño del Reuso

PROCESOPROTOTIPO DE HARDWAREESTÁNDARES DEL HARDWARE


MACROPROCESO

Sistema Operativo Middleware Firmware Modelado Generación de Código Prototipo Verificación y

PruebasDiseño del

Reuso

PROCESOSW DE APLICACIÓNESTÁNDARES DEL SOFTWARE

IV.- DESARROLLO DE SOFTWARE

Continúa >>

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Figura 21. Procesos que integran cada macroproceso (Elaboración propia, Infotec, 2013)

El ciclo se basa principalmente en modelos de mejora, evaluación de la capacidad de respuesta y fiabilidad de las organizaciones, estableciendo que la calidad de un producto o de un sistema es en su mayor parte consecuencia de la calidad de los procesos empleados en su desarrollo y mantenimiento.

Las definiciones básicas de los procesos y subprocesos se presentan a conti-nuación y al final se mencionan algunas fuentes bibliográficas como referencia al presente planteamiento.

Macroproceso I. Administración del ciclo de vida de los sistemas embebidos

Participan diversas áreas y equipos de trabajo en este macroproceso, quienes son responsables de gestionar y administrar el proyecto en todas sus fases.


Administración del ciclo de vida

Figura 22. Macroproceso de administración del ciclo de vida

MACROPROCESO

Integración SW y HW Prueba y Validación Estabilización y

Mantenimiento Certificaciones Propiedad Intelectual

Liberacióndel Prototipo

Adm. delProducto

PROCESOPROTOTIPO DEL SISTEMA EMBEBIDO PRODUCTO DEL SISTEMA EMBEBIDO

V.- INTEGRACIÓN Y PRUEBAS VI.- ADMINISTRACIÓNDEL PRODUCTO

MACROPROCESO

Comunicacion

es

Controles

Industriales

Electrónica

Automotriz

Electro -

Domésticos

Salud y Medici

na

Entretenimient

o

Localización

Transporte

Seguridad y

Vigilancia

Defensa

(ejercito y

marina)

Telemetría

Capacidad Técnicadel Proveedor

Calidad y Madurez

de Procesos

Entrega yValidación

Implementaciónen Serie

PROCESOPRODUCCIÓN

VII.- MANUFACTURAEN SERIE

APLICACIONES (USOS)

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Proceso de Administración del ciclo de vida

Aquí se administra el ciclo completo del sistema embebido, desde su concepto, pasando por las actividades de administración y control del proyecto, diseño, integración de hardware y software, generación de prototipo, así como la produc-ción en serie del producto.

Los subprocesos que incluye el proceso de Administración del ciclo de vida de los sistemas embebidos son:

• Administraciónderequerimientos

• Administracióndecambios

• Administracióndedatosdelproducto

• Administracióndelaconfiguración(tantoparahardware como software)

• Administracióndecasosdeuso

• Administracióndecertificaciones

• Administracióndelproyecto

• Procesodeestimacióndecostos

Macroproceso II. Análisis y diseño

En este macroproceso se realiza un análisis exhaustivo de diversos aspectos como: las tendencias del mercado, ideas innovadoras, tendencias tecnológicas, acceso a clientes y usuarios finales del producto, posibles socios estratégicos, produc-to similares en el mercado, participación de diversas áreas y equipos de trabajo como desarrollo de nuevos productos, arquitectura tecnológica, mercadotecnia, finanzas, para generar un documento conceptual que se utilizará y enriquecerá a lo largo de todo el ciclo.

Figura 23. Macroproceso de análisis y diseño

MACROPROCESO

PROCESO ESPECIFICACIÓN DE REQUERIMIENTOS ARQUITECTURA DISEÑO

II.- ANÁLISIS Y DISEÑO

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Proceso de especificación de requerimientos

En este proceso se realizan las tareas relacionadas con la determinación de las necesidades o condiciones a satisfacer con el sistema embebido, para ello se deben tomar en cuenta los tres requisitos que lo integran: sistema, software y hardware para lograr requerimientos confiables, comprobables y medibles. Los subprocesos que incluye cada uno de los componentes son:

a) Especificación de requerimientos del Sistema:

• Análisisderequerimientosdelsistemaembebidoenelcontextodelaaplicación y uso del mismo.

b) Especificación de requerimientos del software:

• Requerimientosfuncionales

• Medioambientecontextual(dinámicafuncional)

• Requerimientosno-funcionales

• Requerimientosdelaarquitectura

• Requerimientosfísicos

• Requerimientosdelciclodevida

• Requerimientosdelnegocio

• Estudiosdefactibilidad

c) Especificación de requerimientos del hardware:

• Requerimientosfuncionales

• Medioambientecontextual(dinámicafuncional)

• Requerimientosno-funcionales

• Requerimientosdelaarquitectura

• Requerimientosdeempaque(case enclosure)

• Requerimientosdelciclodevida

• Requerimientosdelnegocio

• Estudiosdefactibilidad

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Proceso de Arquitectura

La arquitectura indica la estructura, el funcionamiento e interacción entre las partes del producto, en el caso de sistemas embebidos se puede plantear como la forma de seleccionar e interconectar componentes de hardware con el sistema y el software para lograr la funcionalidad, el rendimiento y el costo planteado en los requerimientos. Por lo tanto este proceso considera tres componentes: siste-ma, software y hardware:

a) Arquitectura del Sistema:

• Lógica

• Técnica

• DivisiónfuncionaldelSW/HW

b) Arquitectura del software:

• EspecificacióndelaarquitecturadeSW.

c) Arquitectura del hardware:

• EspecificacióndelaarquitecturadeHW.

Proceso de Diseño

En el diseño se debe cuidar el orden de ejecución de las fases y tareas del sistema electrónico para lograr el posicionamiento adecuado de cada uno de los com-ponentes. Se realiza en dos partes: diseño de alto nivel para software y hardware, y el diseño de detalle en el que se definen las interconexiones necesarias entre los componentes. El diseño de alto nivel, implica optimizar el tamaño, costo, fiabilidad y el rendimiento de los sistemas. El diseño de detalle pretende lograr sincronización, relación de dependencias, asignación de memoria y modelo de ejecución; tomando en cuenta las restricciones de tiempo-real, de complejidad, seguridad, energía (power), temperatura, costos y de otros recursos, también in-cluye el diseño de la implementación, verificación y análisis. Los subprocesos que incluye cada uno son:

a) Diseño de alto nivel para SW y HW:

• ComponentesdelSW

• SolucionesdeHW (Board, FPGA, EPLD, DSP, Analog & RF Design)

• Seleccióndemonitor,kernelosistemaoperativo

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b) Diseño de Detalle, incluye:

• Diseñodetareas

• MapeodecomponentesdeSW a HW o ECU

Macroproceso III. Desarrollo de hardware

Se identifican todos los componentes necesarios para construir el producto y su interacción, es decir, la especificación detallada del hardware, así como la realiza-ción del prototipo cubriendo todos los estándares y especificaciones definidos.

Figura 24. Macroproceso de desarrollo de hardware

Proceso de Diseño de Hardware

Se realiza el diseño para el montaje o ensamblado de todos y cada uno de los dispositivos, se puede definir hasta el procedimiento de soldadura más adecuado para el prototipo. Se emplean modelos de consumo de potencia, de CPU y de memoria. Se puntualizan los subprocesos:

a) Modelado

b) Síntesis

c) Diseño Físico

• Móvil

• Diferenciado

• Estándar

Proceso Semiconductores

Se utilizan las unidades funcionales: procesador, memoria y unidades de I/O (entrada/salida) para poder realizar la tarea del sistema embebido, el tipo de procesador a utilizar depende de la aplicación concreta para la cual se diseñó, considera cinco componentes:

a) Processor Core (microprocesadores, microcontroladores)

MACROPROCESO

PROCESO DISEÑO DE HARDWARE SEMICONDUCTORES ESTÁNDARES DEL HARDWARE PROTOTIPO DE HARDWARE


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b) System-on-a-Chip processor (SoC)

c) Field Programmable Gate Arrays (FPGA)

d) Application-Specific Integrated Circuit (ASIC)

e) Digital Signal Processor (DSP)

Proceso estándares del hardware

En este proceso se definen componentes de hardware a utilizar, así como la com-binación de componentes de hardware - software. Asimismo se definen los ECU, este proceso considera cinco componentes:

a) Network Systems (Hardware)

b) Electronic Control Units (ECU):

• ECU Architecture:

• Mechanical

• Electrical

• Digital Hardware

• Software

• Safety Assesment Process

c) Buses

d) Sensores

e) Actuadores

Proceso prototipo de hardware

En este proceso se realiza el desarrollo del prototipo de software con la programa-ción inicial del micro o de los micros que forman parte del sistema embebido, se realiza la integración del prototipo hasta el diseño del case enclosure, considera cinco componentes con sus respectivos subprocesos:

a) PCB

• Diseño

• Files (Gerber)

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b) Construcción del prototipo

• Prototipado

• Integracióndelprototipo

c) Case Enclosure

• Diseño

• Muestras

d) Verificación y Pruebas

• Pruebas:funcional,paramétrica,tolerancia,integraciónyregresión

• Validaciónconusuarios

e) Diseño del reúso

Macroproceso IV. Desarrollo de software

Una vez definida la arquitectura de hardware, en esté macroproceso se determi-na el software a utilizar, como el sistema operativo, el código que se ejecuta en el microcontrolador seleccionado, en la definición deben participar los equipos de desarrollo y aseguramiento de la calidad, para facilitar su integración.

Figura 25. Macroproceso de desarrollo de software

Proceso estándares del software

En este proceso se cubren una serie de requisitos no funcionales, así como las interfaces de alto nivel, estándar y uniformes para los desarrolladores de aplica-ciones e integradores, así como el código contenido en una memoria de lectura que establece la lógica que controla los circuitos electrónicos de un dispositivo. Éste considera tres componentes: Sistema Operativo, Middleware y Firmware. Se puntualizan los subprocesos que incluye cada uno:

Estándares de software Software de aplicación


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a) Sistema Operativo.

• Inter-task Communication and Synchronisation

• Scheduler

• Memory Management

• File system

• Device drivers

b) Middleware.

• Executable Image.

• Hardware ‘aware’ Compiler

c) Firmware.

• ROM

• Flash

Proceso software de aplicación

Incluye los componentes de software, las propiedades visibles externamente de los componentes y las relaciones entre ellos, la generación del código, así como sus pruebas para el desempeño óptimo del prototipo. Considera cinco compo-nentes: Modelado, Generación de Código, Prototipo, Verificación y Pruebas así comoDiseñodelReuso,lossubprocesosqueincluyecadaunoson:

a) Modelado:

• DefiniciónModularSW

• CaracterísticasyTareas

• CasosdeUso

b) Generación de Código. Incluye:

• ModelodeAplicación

• Codificaciónabstracta

• Flujodedatos

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• Optimizacióndeiteraciones

• EstructuradeDatos

c) Prototipo:

• Prototipado

• SistemaOperativoyAplicaciones

d) Verificación y Pruebas:

• Pruebas:Funcional,Paramétrica,Tolerancia,IntegraciónyRegresión

• ValidaciónconUsuarios

e) DiseñodelReuso

Macroproceso V. Integración y Pruebas

En este macroproceso se realiza la integración y pruebas de todo el sistema embe-bido, esto asegurará el cumplimiento de la especificación de diseño y requisitos definidos anteriormente. Se pueden realizar pruebas de conformidad y certifica-ción del mismo. En la fase de mantenimiento se controlan los cambios y adicio-nes requeridos por los usuarios o bien se corrige algún error.

Figura 26. Macroproceso de integración y pruebas

Proceso prototipo del sistema embebido

Aquí se consolidan las etapas previas de un sistema embebido, se construye el hardware en plataformas integradas que incluyen la arquitectura de hardware y la arquitectura de software embebido, para brindar el soporte y la verificación del diseño, considera tres componentes:

Prototipo del sistema embebido


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a) Integración de software y hardware

b) Prueba y Validación

c) Estabilización y Mantenimiento:

• Controldecambios

Macroproceso VI. Administración del Producto

El macroproceso de administración del producto asegura que el producto ge-nerado a gran escala sea el deseado, que cubra las expectativas de los clientes y usuarios lo cual se logrará con un proveedor.

Figura 27. Macroproceso de administración del producto

Proceso Producto del Sistema Embebido

Considera aspectos no técnicos en los que se debe tener especial cuidado antes de la producción en serie de un sistema embebido, consiste de cuatro compo-nentes: certificaciones, propiedad intelectual, liberación del prototipo y admi-nistración del producto. Se puntualizan los subprocesos que incluye cada uno:

a) Certificaciones

b) Propiedad Intelectual:

• Registros

• Patentes

c) Liberación del Prototipo:

• DocumentaciónyResguardo

d) Administración del Producto:

• AdministracióndelaAdquisición

• AdministracióndeProveedores

Producto del sistema embebido


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Macroproceso VII. Manufactura en Serie

Este macroproceso es clave para el desarrollo de las empresas ya que permite ele-var su competitividad en la medida que incrementen la calidad de producción y del propio producto, lo que se logrará con el fortalecimiento de sus procesos y el desarrollo de una mayor colaboración entre todos los participantes.

Figura 28. Macroproceso de manufactura en serie

Proceso Producción

Este proceso implica considerar cuidadosamente al proveedor que realiza la producción en serie del sistema embebido. Se puntualizan los subprocesos que incluye la producción:

a) Capacidad Técnica del Proveedor

b) Calidad y Madurez de Procesos

c) Entrega y Validación

d) Implementación en Serie:

• Configuración

• Instalación

• ValidacióndelaImplementación

• Estabilización

3.2. Aplicaciones de los sistemas embebidos

La convergencia de software amigable (lenguajes de alto nivel) utilizado para el desarrollo de aplicaciones y el bajo costo del hardware (componentes electró-nicos), ha contribuido a que los sistemas embebidos sean utilizados en todo el mundo para el control de sistemas cada vez más complejos, convirtiéndolos en

Producción

VII. Manufactura en serie

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sinónimo de innovación y, por ende, en un elemento casi indispensable en la mayoría de los procesos productivos.

Los Sistemas embebidos se utilizan en diversos sectores, a continuación se mencionan los más importantes:

• Comunicaciones

• ControlesIndustriales

• ElectrónicaAutomotriz

• Electrodomésticos

• SaludyMedicina

• Entretenimiento

• Localización

• Transporte

• SeguridadyVigilancia

• Defensa(EjércitoyMarina)

• Telemetría

Edward Ashford manifiesta, en su libro Cyber-Physical systems (Lee & Seshia, 2011) p. 9)1 que los sistemas embebidos son sólo parte de una solución al modelado de un problema físico. Esta idea implica que los diversos problemas se podrían resolver con cualquier procesador, sin necesidad de que haya usos exclusivos por sector industrial.

A pesar de lo cierto de esta afirmación, en la realidad existe una tendencia en algunos sectores industriales por emplear cierto tipo de procesadores de manera exclusiva. Quizá esto suceda porque los dispositivos desarrollados por la industria obedecen a otro tipo de condiciones e intereses que la mera solución de problemas físicos.

Por ejemplo, en el sector automotriz dominan los procesadores de función específica, los controladores con arquitectura Harvard, y los microcontrolado-res. A pesar de que otros procesadores con mayores prestaciones de hardware, como FPGA, han intentado introducirse al sector, éste los rechaza debido al 1 Lee, Edward Ashford, Seshia, Sanjit Arunkumar (2011). Introduction to Embedded Systems A Cyber-

Physical Systems Approach,UCBerkeley,FirstEdition.

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elevado costo del chip o a la dificultad inherente a la re-configuración de estos dispositivos.

Otro caso es el sector médico que ha encontrado una amplísima variedad de aplicaciones que permiten la utilización de microprocesadores, microcon-troladores y FPGAs. Es importante resaltar que debido a su alta integración de compuertas los FPGAs y DSP predominan en aplicaciones de la imagenología médica.

En la industria militar se conoce poco sobre el tipo procesadores que se uti-lizan. Sin embargo, los procesadores empleados en otros sectores surgieron de dicho sector. Hay que considerar que en este ámbito los dispositivos son cada vez más complejos para cubrir las necesidades de rendimiento y confiabilidad, interoperando en tiempo real subsistemas de control, comunicaciones, compu-tación, inteligencia, vigilancia e infraestructura de reconocimiento en redes aé-reas, terrestres e inclusive espaciales.

Los electrodomésticos son un sector dividido, ya que existen compañías que generan sus propios chips para sus productos; procesadores de función específi-ca, como controladores de video para las televisiones, mientras que otras utilizan procesadores de propósito general.

El segmento de consumidores es uno de los de mayor y más rápido creci-miento en los mercados emergentes, haciendo que la tendencia se mueva hacia la mejora de la experiencia del usuario, que se logra con un mayor rendimiento, una mejor y mayor conectividad y con ambientes gráficos de alta resolución.

Las terminales punto de venta (POS, por sus siglas en inglés) son un gran ejemplo: incorporan pantallas para atención a clientes y para publicidad, están interactuando con aplicaciones complejas (contabilidad, financieras, almacén, producción, etcétera), se conectan a servidores centrales para la administración remota. Integración de backend de tiendas web en línea con dispositivos embebi-dos inteligentes y móviles al instante, lo que les permite planear las compras. Las aplicaciones de mercadotecnia basada en localización y la convergencia de co-municaciones bluetooth para consumidores están ofreciendo nuevos paradigmas de ventas y marketing que benefician tanto a vendedores como a compradores.

Con toda esta diversidad, los egresados de las carreras en electrónica con especialidad en computación son candidatos naturales al desarrollo de sistemas embebidos. Las decisiones implicadas en el diseño y construcción de la embedded

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board se ven fuertemente sesgadas por lo aprendido durante su formación en la carrera, a tal grado que el diseñador se siente más cómodo desarrollando siste-mas embebidos con las mismas herramientas con las que realizó sus primeros diseños en la academia, y regularmente son la opción que consideran cuando se les plantea un nuevo proyecto en sistemas embebidos, aplicando la máxima: “Quien tiene un martillo como herramienta a todo le ve forma de clavo”.

A pesar de la importancia que tendrán los dispositivos tecnológicos en la for-mación de los alumnos para su actividad profesional, muy pocas universidades promueven la variedad de procesadores como una práctica regular. Esto ocasio-na que los alumnos seleccionen o conozcan solamente el procesador de moda, el más económico o de fácil acceso, o aquél con que el profesor tenga experiencia previa. Muchas veces ocurre que la institución cuenta con recursos limitados para la adquisición de las licencias de software o del hardware necesarios para programar y probar los sistemas diseñados, limitándo así la variedad de procesa-dores y herramientas de desarrollo que los alumnos pueden utilizar.

Aunque cada fabricante de procesadores tiene sus propias herramientas de desarrollo, existen métodos en el diseño de los sistemas embebidos que pueden ser tratado por herramientas de hardware y software generales.

Para el desarrollo de hardware:

• Software simulador de circuitos analógicos y digitales

• Software para el diseño del esquemático del circuito

• Software para el diseño del PCB

• Impresoraláser,yunaplanchadeusodoméstico

• Cautín,Multímetro

• Programadordememoriasomicrocontroladores

• Fuentedealimentación,Osciloscopio

Para el desarrollo de Software:

• Lenguajedebajooaltonivel

• Compilador

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Capítulo 4. Panorama nacional

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4.1. Importancia de los sistemas embebidosRaymundo Rafael García Ruiz y Juan Carlos Téllez Mosqueda1

La presencia de los sistemas embebidos en la vida diaria es cada vez más impor-tante, porque permiten la automatización de procesos, facilitan la comunicación entre las personas y aligeran la realización de tareas cotidianas, entre otros.

Es indudable su relevancia por el impacto que tienen en la economía de los países, ya que favorecen su competitividad, hacen más eficientes los procesos pro-ductivos y aportan valor agregado a los bienes o servicios que los integran y a los distintos sectores económicos que los producen. Tienen especial importancia en las industrias electrónica y de tecnologías de la información.

Un campo significativo de aplicación de los sistemas embebidos es el trans-porte, ya que a través de éstos, diversas tecnologías mejoran significativamente su eficiencia; un ejemplo son los vehículos con motores híbridos, que utilizan una mezcla de máquinas impulsadas por electricidad y gas o motores eléctricos y requieren de dispositivos de control sofisticados y bien diseñados, que controlen todo el sistema y el motor.

En Europa los sistemas embebidos son considerados un tema de importancia estratégica, por ello en febrero de 2008 surgió la iniciativa ARTEMIS Joint Techno-logy Initiative (JTI), una suerte de asociación público-privada entre la Comisión Europea, Artemis Member States (Estados miembros de Artemis) y Artemis Industry Association. Esta última representando a la comunidad investigadora, que incluye a empresas, universidades e institutos de investigación; y es la responsable de la agenda de investigación de Artemis. Esta asociación visualiza a los sistemas embe-bidos conectados en red como el sistema neuronal de la sociedad.

JTI aborda la investigación y los retos estructurales que enfrenta la industria europea mediante una agenda estratégica de investigación coherente sobre siste-mas embebidos (Artemis Strategy Research Agenda, Artemis RSA). Desde su fundación gestiona y coordina actividades de investigación a través de convocatorias abier-tas, con base en el Artemis RSA, con un horizonte al 2017 y 2.5 billones de euros2.

1 Agradecemos las aportaciones y comentarios para enriquecer este apartado a Víctor Méndez2 ARTEMIS Join Undertaking, “The ARTEMIS Embedded Computing Systems Initiative”. ARTEMIS, pá-

gina electrónica, en http://www.artemis-ju.eu/

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Se estima que el gasto en proyectos de investigación sobre sistemas embebi-dos en Europa representa alrededor de 14% de la inversión en I+D en Europa (Morato, 2010)3.

4.2. La complejidad de los sistemas embebidosJuan Carlos Téllez Mosqueda

Los sistemas embebidos se caracterizan por tener asociados recursos limitados; por ejemplo, procesadores con bajo consumo de energía, con poca memoria y baja capacidad de almacenamiento, situación que resulta un obstáculo al tratar de satisfacer los requerimientos cada vez más exigentes del mercado; por ejem-plo dispositivos móviles con mayores capacidades de conectividad. Es por ello que el diseñador de sistemas embebidos además de considerar esos aspectos, debe valorar el costo de los insumos para mantener precios competitivos en el mercado.

La intención de mantener precios bajos, obliga a los diseñadores a utilizar de la manera más eficiente el hardware; sin embargo, por dar un ejemplo de los múltiples factores a considerar, los procesadores de alta velocidad generan calor y éste tiene que ser desalojado. De esta manera el diseñador de sistemas embebi-dos no sólo debe tener un conocimiento profundo del hardware y software, sino también de cómo éstos interactúan, y de cómo resolver el problema térmico.

El especialista en sistemas embebidos también tiene que decidir los lenguajes y técnicas de programación a utilizar, ya que a mayor densidad de memoria a menudo se genera más calor y se consume más energía; lo cual podría tener un impacto en los precios del producto final.

Los ejemplos anteriores dan una pequeña idea de la complejidad de cono-cimientos que un especialista en el diseño y desarrollo de sistemas embebidos debe tener.

El desarrollo de esos sistemas exige una convergencia de conocimientos y, por ende, de recursos humanos altamente especializados que el país está formando aun de manera incipiente, proceso que deberá fortalecerse para crear un círculo virtuoso entre desarrollo de capital humano y el crecimiento económico.

3 Morato, Ana (2010), El impacto de los sistemas embebidos en nuestras vidas, Madrid, en http://www.madrimasd.org/informacionIdi/analisis/opinion/opinion.asp?id=42611

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4.3. Análisis de los sectores social, económico y educativo, en el marco del proyecto del posgrado en sistemas embebidosRaymundo Rafael García Ruiz

El presente apartado plantea la necesidad de formar capital humano orientado al desarrollo de los sistemas embebidos, que atienda la demanda de la industria y potencie la capacidad tecnológica del país.

4.3.1. Sistemas embebidos y el sector social

Como se mencionó, los dispositivos y equipos con sistemas embebidos están presentes en el quehacer cotidiano sin que nos demos cuenta. Esos sistemas se encuentran integrados en casi todos los aparatos electrónicos y eléctricos mo-dernos, con un amplio espectro de aplicaciones en entretenimiento, confort, vigilancia, seguridad, salud, protección al medio ambiente, medios de transporte (aeroespacial, ferroviario y automoción), automatización industrial, infraestruc-tura pública y de servicios, energía, bienes de consumo y fuerzas de seguridad, por citar algunos.

Gracias a estos sistemas embebidos se espera que en un futuro cercano sean elementos permanentes de la realidad; por ejemplo, las redes de comunicación entre vehículos de transporte; los servicios de Internet en los aviones de pasaje-ros; los sistemas de conducción automática en los sistemas públicos de transpor-te; los sofisticados sistemas electrónicos en los automóviles. Los sistemas sensoria-les embebidos podrán funcionar como sistemas de autodiagnóstico permitiendo su uso en cualquier entorno sin necesidad de asistencia por parte de personal clínico especializado, entre otros, como lo señala un estudio de prospectiva rea-lizado en España (Fundación OPTI y Fundación ASCAMM,2009)4.

En este sentido, los sistemas embebidos desempeñan un papel fundamental en nuestra sociedad, por lo que representan un área tecnológica y de conoci-miento humano que deberá considerarse de importancia estratégica para nues-tro país y en consecuencia fortalecerse, ya que impacta de manera transversal a distintos sectores productivos.

4 Fundación OPTI y Fundación ASCAMM (2009). “Tendencias y aplicaciones de los Sistemas Embe-bidos en España. Estudio de prospectiva”. España, Ministerio de industria, turismo y comercio; Gobierno de España, en http://www.opti.org/publicaciones/pdf/texto131.pdf

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La falta de desarrollo y acceso a sistemas embebidos puede propiciar la ex-clusión social en el desarrollo de una sociedad del conocimiento. Según algu-nos autores, mientras no se desarrolle una cultura de información esta nueva arquitectura social estará aún lejos. Peor aún, si no se cuenta con los mecanismos educativos que puedan acompañar y generalizar el avance tecnológico (Téllez Mosqueda, 2012)5.

La falta de acceso a las nuevas tecnologías que incorporan sistemas embe-bidos (por ejemplo; dispositivos móviles inteligentes, tarjetas de crédito, GPS, electrodomésticos, etcétera) no sólo limitará del goce de mayores comodidades a aquéllos individuos que no los usen, sino que también representa una forma de exclusión social en un mundo en que las organizaciones y personas cada vez están más interconectadas gracias a tecnologías. Paradójicamente, en la medida que se avanza en esa interconexión, la confiabilidad y riesgos de fallos de las tec-nologías tendrán un impacto también creciente en el bienestar individual y/o colectivo de las personas.

De esta manera, los sistemas embebidos son soluciones tecnológicas que im-pactan en nuestra forma de vida, de trabajo, de comunicación y de entreteni-miento, que transformarán a las personas, las organizaciones y los países.

4.3.2. Sistemas embebidos y su importancia en la actividad económica

La creciente utilización de sistemas embebidos propicia una mayor producti-vidad y, por tanto, eleva la competitividad de las economías6. Su uso ha contri-buido notablemente a dar un mayor valor agregado a los productos o servicios donde se incorporan. Por ejemplo, en el 2008, 20% del valor de un automóvil producido en Europa era atribuible a la electrónica embebida y se esperaba que esa proporción oscilara entre 35% y 40% para el 2015. Se estimó también que la participación de los sistemas embebidos se incrementará sustancialmente en los mercados de automatización industrial (36%), telecomunicaciones (37%), bienes electrónicos de consumo (41%) y equipo médico y de salud (33%)7.

5 Téllez Mosqueda, Juan Carlos (2012), “Estado de la formación en sistemas embebidos ¿Se pue-den crear sin respaldo educativo y sin vinculación empresarial?”. México, Cuadernos de trabajo Infotec.

6 Conforme al Indice global de Competitividad 2012-2013 publicado por el Foro Económico Mun-dial, México ocupó el lugar 53 de una muestra de 144 países.

7 ARTEMIS Join Undertaking, “Embedded systems”. ARTEMIS, página electrónica. Véase http://www.artemis-ju.eu/embedded_systems

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Algunas fuentes señalan que del total de software que se desarrolla en el mundo, aproximadamente 90% corresponde a sistemas embebidos.

También se estima que el mercado global de tecnología embebida tenga un crecimiento anual compuesto de 7% hasta el 2015, y un valor global de 158.6 billones de dólares en ese año (en 2010 se estimó en 113 billones de dólares), de los cuales se calcula que 152.4 billones corresponderán al valor del segmento de hardware embebido y 6.1 al software embebido.

De esta manera, los sistemas embebidos son y serán un componente medular en la mayoría de los dispositivos electrónicos, como los bienes de uso diario o equipos más complejos, y la industria electrónica seguirá evolucionando en un entorno muy dinámico y un mercado muy competitivo, requiriendo para ello modelos y estructuras de diseño que permitan atender ciclos de vida de produc-to cada vez más reducidos, así como capacidad para ofrecer productos o servicios con aplicaciones innovadoras y variadas y menores precios.

Las estadísticas de producción de sistemas embebidos en general no se en-cuentran desagregadas como tales, sino que están incorporados en los datos dis-ponibles de producción de bienes y servicios de la industria electrónica principal-mente, y en alguna medida en la industria de la tecnologías de la información, por lo que se recurre a datos indirectos (es decir, de la industria electrónica) para visualizar su relevancia en la actividad económica del país.

La industria electrónica de México

La evolución de la industria electrónica en México está fuertemente vinculada al desempeño de la demanda del mercado estadounidense y a su capacidad de responder a ésta de manera competitiva. Lo anterior en el marco del Tratado de Libre Comercio para América del Norte en 1994, y a la finalización de la libe-ralización comercial en la cadena productiva de esta industria a finales de 2002.

En 2011, la industria electrónica del país participó con el 3.9% del produc-to interno bruto de la industria manufacturera, del 25.5% en las exportaciones manufactureras; y generó más de 251,000 empleos en las más de 730 plantas in-dustriales establecidas en el país, este último indicador muestra una tendencia decreciente desde 2006, y una contracción de 25% respecto a su nivel en ese último año.

La industria se compone de empresas trasnacionales y una casi inexistente in-dustria nacional, que se organizan en cinco agrupamientos industriales regionales

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(clústers): Baja California, Chihuahua, Nuevo León, Tamaulipas y Jalisco; aun-que también es conveniente señalar que se observa una presencia de esa indus-trial importante en los estados de Sonora, Aguascalientes, Estado de México, Coahuila y Morelos. Cada uno de esos cinco clústers ha desarrollado una espe-cialización a nivel regional por tipo de producto (Dirección General de Indus-trias Pesadas y Alta Tecnología, 2012)8:

• EnBajaCaliforniaen2011seteníaninstaladasaproximadamente212em-presas maquiladoras de líderes (mundiales) especializadas en electrónica de consumo, particularmente televisores, de las cuales 15 eran empresas fabricantes de equipo original (OEMs por sus siglas en inglés de Original Equipment Manufacturers) y casi 200 proveedores especializados. Las expor-taciones en 2011 de la industria electrónica de esa entidad, participaron del 14.5% de la exportaciones totales de la industria.

• Los televisoresqueese clúster manufacturó en 2010 representaron alre-dedor de 62.4% del total de aparatos producidos y exportados a Estados Unidos.

• Elclúster en la región de Chihuahua se orienta también a la fabricación de televisores a color y en menor medida a equipos de telecomunicaciones, bajo el régimen de maquila. En 2010, la producción de televisores en la región significó el 19.3% del total producido y exportado a Estados Uni-dos. Un año después la región participó de 23.7% del valor total de las exportaciones de la industria electrónica.

• ElclústerdeNuevoLeón seespecializaen la fabricaciónde insumosyproductos de consumo final como teléfonos, computadoras y aparatos electrodomésticos. En 2011 sus exportaciones representaron 3.55% de las exportaciones totales de la industria electrónica nacional.

• Porsuparte,laregióndeTamaulipasfabricatelevisores,equipodeteleco-municación y equipo de cómputo principalmente. Sus exportaciones en 2011 fueron equivalentes al 6.7% de las exportaciones totales del sector electrónico nacional.

8 Dirección General de Industrias Pesadas y Alta Tecnología (2012). “Monografía: Industria Elec-trónica en México”. México, Secretaría de Economía, en

http://www.economia.gob.mx/files/comunidad_negocios/industria_comercio/monografia_industria_elec-tronica_Oct2012.pdf

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• Finalmente,elclústerenelestadodeJaliscoseintegraporalrededor13OEMs, 14 empresas de manufactura electrónica bajo contrato (CEMs por sus siglas en inglés de Contract Electronics Manufacturer) y 26 centros de diseño y más de 380 proveedores especializados, así como más de 150 empresas de software.

• En2011,elmontodeexportacionesdeesasempresasrepresentó17.7%de las exportaciones de la industria electrónica.

Figura 29. Participación de las exportaciones en 2011

La industria electrónica de Jalisco y sistemas embebidos

El clúster de Jalisco inicialmente se especializó en la fabricación de equipo de cómputo, a través de empresas líderes en el mercado mundial, y hoy en día pro-duce computadoras (PCs), servidores, impresoras, teléfonos, celulares, set top boxes, CDs, DVDs, y circuitos modulares (PCBAs).

Cuadro 1. Industria electrónica en Jalisco

Elaborado por Infotec (2013) con base en “Monografía: Industria Electrónica en México” (2012)

Chihuahua24%

Jalisco18%

Baja California

15%Tamaulipas

7%

Nuevo León 3%

Otros34%

Participación en las exportaciones 2011 (Total 71,146 musd)

Chihuahua21%

Jalisco20%

Baja California

12%Tamaulipas

10%

Nuevo León 3%

Otros34%

Participación en la IED 2007-2011 (Total 4,765.5 musd)

OEMs CEMs Centros de diseño

Continental Celestica Global VantageHP Flextrinics IntelIBM Foxconn FreescaleIntel Jabil Circuit IBMKodak Sanmina-SCI SiemensPCE SelectronSiemens VDOVOITTechnicolor

Principales empresas con presencia en Jalisco

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Un estudio sobre la industria electrónica que realizó el Centro de Estudios de Competitividad del Instituto Tecnológico Autónomo de México (ITAM) en 2004, señala que de un universo de 36 empresas (que ensamblaban, manufacturaban o diseñaban productos electrónicos), del estado de Jalisco, 47% desarrollaba ma-quinaria y equipo nuevo y 61.0% generaba software para procesos productivos, lo que ya era un reflejo de la capacidad tecnológica de la entidad para el desarrollo de sistemas embebidos (Centro de Estudios de Competitividad, 2005)9.

Hoy en día Jalisco es la principal entidad que manufactura productos de tec-nologías de la información y la que concentra la mayor parte de actividades de diseño mecánico y electrónico para la industria aeronáutica, de circuitos inte-grados, de software y de hardware. Lo anterior muestra que las empresas han invertido (en investigación y desarrollo) en el estado, desde hace ya varios años.

De 1983 a 1989 se establecieron las primeras cuatro empresas que realizaban diseño; en la década siguiente se sumaron otras nueve con la misma actividad, cuatro de ellas en el sector telecomunicaciones. En el periodo de 2000 al 2007 se instalaron otras ocho empresas, y es en este periodo en que se identificaron por primera vez equipos de diseño (en las nuevas y las empresas ya existentes) con-formados por más de 100 ingenieros (Departamento de Electrónica, Sistemas e Informática, 2011)10.

De esta manera, la industria electrónica en Jalisco está acompañada del desa-rrollo de otros sectores productivos de alta tecnología muy relacionados, como el diseño electrónico y el software, que conjuntamente encuentran una aplicación im-portante en el desarrollo de soluciones tecnológicas como los sistemas embebidos.

4.3.3. Sector educativo

El desarrollo de los sistemas embebidos requiere de profesionales con un per-fil de especialización por la necesidad de combinar conocimientos de software, hardware, redes, procesamiento de señales y teoría de control con habilidades para el diseño de sistemas, optimización de recursos y modelos de negocio, entre otros.

9 Centro de Estudios de Competitividad (2005). “La industria electrónica en México: diagnóstico, perspectiva y estrategia”. México, ITAM, págs. 26, 27 y 28.

10 Departamento de Electrónica, Sistemas e Informática (2011). “Especialidad en Sistemas Embe-bidos, Plan 2011”. México, ITESO, pág. 9.

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De este modo el desarrollo de sistemas embebidos es una actividad multidis-ciplinaria, de varias fases y diversos objetivos, que requiere de recursos humanos altamente especializados y de calidad para satisfacer las necesidades de las em-presas que están en la industria electrónica y de tecnologías de la información, principalmente.

En Jalisco, la demanda de ingenieros para la industria electrónica y especial-mente para sistemas embebidos fue cubierta inicialmente a través de esfuerzos de capacitación de las empresas, estancias en plantas en el extranjero, a través de trasferencias tecnológicas, como visitas de personal extranjero calificado.

Como parte de un esfuerzo del sector público por atender esa creciente demanda de recursos humanos de alto nivel en la región, en 1988 la Unidad Guadalajara del Cinvestav, con el apoyo de IBM de México y la Comisión de Inversiones Extranjeras de la SECOFI, inició actividades con el Centro de Tec-nología de Semiconductores (CTS), especializado en el diseño de componentes electrónicos y que desde entonces ha trabajado como casa de diseño para empre-sas del ramo electrónico. En 1995, se incorporaron los programas de maestría y doctorado en Ciencias en Ingeniería Eléctrica, con las especialidades de compu-tación, control automático, diseño electrónico, sistemas eléctricos de potencia y telecomunicaciones11.

Instrumentó también el Programa Avanzado de Diseño de Tecnología de Se-miconductores (PADTS), dedicado al entrenamiento intensivo, con énfasis en el trabajo ingenieril práctico y en el diseño electrónico, y el Programa Avanzado de Formación de Recursos Humanos en Tecnologías de Información (PAFTI), dedi-cado al entrenamiento intensivo con énfasis en la práctica de diseño y desarrollo de software.

Hoy en día, el Cinvestav-Guadalajara cuenta también con un Centro de En-trenamiento en Alta Tecnología (CEAT) orientado a capacitar a ingenieros para que se incorporen rápidamente a proyectos industriales de diseño. Los cursos se desarrollan bajo demanda de la industria electrónica y de software de la región.

Además de esta institución, otros centros educativos del país han realiza-do esfuerzos por impulsar el área del conocimiento relacionado con sistemas embebidos y por atender la demanda local de profesionistas calificados, incor-porando a sus planes de estudio temas afines. Se identificaron inicialmente

11 Cinvestav Unidad Guadalajara, “Cinvestav”. México, Cinvestav, página electrónica, en http://www.gdl.cinvestav.mx/nosotros/semblanza.

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algunas instituciones nacionales, a saber: la Universidad Autónoma de Queréta-ro, Universidad Autónoma de Yucatán, Universidad Autónoma de la Ciudad de México, Universidad Jesuita de Guadalajara (ITESO), Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey, Cinvestav Tamaulipas, aunque sólo el ITESO ofrece una especialidad en sistemas embebidos propiamente12.

Escasez de recursos humanos especializados

Esos primeros esfuerzos parecen ser insuficientes para responder a la demanda de especialistas en sistemas embebidos; por lo que es urgente pensar en una solución, que atienda no solo las necesidades inmediatas de las empresas, sino una que avizore una solución estructural a la formación de recursos humanos de alto nivel, más aun cuando éstos son un factor determinante de competitividad de esas empresas.

En el estudio que sobre la industria electrónica realizó en 2004 el Centro de Estudios de Competitividad del Instituto Tecnológico Autónomo de México (ITAM) se resalta que una debilidad común a los clústers de Jalisco y Baja Califor-nia, es que las empresas de la industria electrónica no encontraban la cantidad requerida de ingenieros con capacidad de diseño analógico, desarrollo, fotome-tría, fibra óptica, etcétera. También se comenta que los técnicos e ingenieros en las entidades no tenían fuertes habilidades para analizar y sintetizar problemas, ni un buen dominio del inglés. Esa situación era aún más acentuada para las em-presas de capital mexicano en Jalisco, predominantemente casas de diseño, que empleaban una alta proporción de ingenieros13.

12 En octubre de 2012 la Escuela de Graduados en Ingeniería y Arquitectura de la Escuela de Posgraduados de Campus Guadalajara del ITESM presentó la maestría en Ingeniería Electrónica-Sistemas Electrónicos (MSE-E), con énfasis en sistemas embebidos, en http://mundotec.com.mx/presentan-maestria-en-ingenieria-electronica-sistemas-electronicos-mse-e/

En Querétaro se impulsa la formación de especialistas en sistemas embebidos en relación con la industria aeronáutica en la entidad, ya que entre 2010 y 2011 se anunciaron importantes pro-yectos de inversión, así como la apertura de plantas en el sector, como: Messier Dowty, SNECMA, Bombardier Aerospace, Eurocopter de México, Heroux Devtek.

13 En Jalisco la proporción de ingenieros en empresas nacionales (de la muestra de empresas en-trevistadas) era de 36.5%, mientras que en las multinacionales era de 18.7%. Asimismo, se se-ñala que el 90% de las empresas multinacionales dijeron encontrar 90% de los ingenieros que demandaban, en contraste con el 67% de las empresas mexicanas que respondieron afirmativa-mente. Lo anterior lo atribuyen entre otros factores a las altas prestaciones, oportunidades de crecimiento y el equipo de reclutamiento de personal de las primeras..

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Lo anterior, aunado al proceso de reconversión productiva y tecnológica por la que empezaba a transitar la industria en Jalisco (Centro de Estudios de Com-petitividad, 2005)14; por ejemplo, se empezaba a observar una mayor participa-ción en otros sectores como equipo médico, industrial y automotriz, hizo que las empresas incrementaran su demanda de personal especializado, particularmen-te ingenieros en diferentes áreas de conocimiento.

Se señala también que el mercado demanda con mayor rapidez la contrata-ción de ingenieros, que forman parte de los perfiles laborales más solicitados y más cotizados, con una remuneración que hoy en día anda en alrededor de 20,000 pesos mensuales15. Ricardo Estrada, señala en su obra referida anterior-mente que en el periodo 1988-2007, los profesionistas que se formaron en el área de ingenierías y de las Ciencias Físico-Matemáticas registraron en ese lapso un ingreso laboral 15% superior al salario promedio del universo de profesionistas ocupados en el país (Estrada, Ricardo, 2011)16.

De esta manera, el desarrollo de capital humano que potenciaran las capaci-dades tecnológicas de la entidad se volvía cada vez más importante, sobre todo en uno de los sectores más globalizados, estratégicos y de mayor dinamismo a nivel mundial como la industria electrónica; y con mayor razón en un país como el nuestro que cuenta con la experiencia por la instalación de empresas líderes que habían traído capacidades tecnológicas de proceso y de organización de la producción, y que por su ubicación geográfica y el Tratado de Libre Comercio para América del Norte, presenta un nivel de integración muy importante con las principales economías del mundo: Estados Unidos y Canadá.

Hoy en día se menciona que a nivel nacional 40 de 100 universitarios estu-dian una ingeniería, mientras que en Jalisco menos de 20 lo hacen, a pesar de que esa entidad es un pilar de la industria electrónica17. Ricardo Estrada (2011) señala que la formación universitaria en áreas de ciencia y tecnología también se ha vuelto para muchos países, incluido México, una prioridad, ante un problema

14 Centro de Estudios de Competitividad (2005). “La industria electrónica en México: diagnóstico, perspectiva y estrategia”. México, ITAM, págs. 26, 27 y 28.

15 http://www.canieti.org/comunicacion/noticias/vista/13-03-04/Los_ingenieros_escasean_en_M%C3%A9xico.aspx

16 Estrada, Ricardo (2011). “Profesionistas en vilo ¿Es la universidad una buena inversión?”. Méxi-co, Cidac, Págs. 68.

17 Vargas Hernández, Ivonne / CNN Expansión, 04 marzo 2013 “Los ingenieros escasean en México”. En http://www.canieti.org/comunicacion/noticias/vista/13-03-04/Los_ingenieros_escasean_en_M%C3%A9xico.aspx

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que se percibe como escasez de especialistas. Anota también que hay señales que sugieren la falta de profesionales en Tecnologías de la Información; o por lo me-nos hay una carencia de profesionistas altamente capacitados, que bien podría apuntar a la falta de calidad en la formación (Estrada, Ricardo, 2011)18.

Con base en información de la ANUIES se estimó que de los egresados del país en el ciclo escolar 2009-2010, con nivel licenciatura universitaria y tecnológica (un total aproximado de egresados de 344,651, excluyendo niveles de técnico superior universitario y licenciaturas en educación normal) alrededor de 20% fueron ingenieros en algún área de conocimiento (aproximadamente 69,476 egresados). Si se considerara solo al Estado de Jalisco, la proporción de ingenie-ros egresados es aproximadamente de 17% (alrededor de 4,435 ingenieros), me-nor en tres puntos porcentuales que el estimado para el nivel nacional (Anuario Estadístico de Educación Superior, 2011).19.

[Ver cuadro en la siguiente página]

18 Anuario Estadístico de Educación Superior (2011). “Anuario Estadístico. Ciclo Escolar 2010-2011”. ANUIES, México. Véase http://www.anuies.mx/content.php?varSectionID=166

19 El Indice de Hays de Habilidades Globales 2012 puede tomar valores entre 0 y 10.0. Un valor de 5.0 sugiere un mercado de mano de obra calificada (market for skilled labour) estable y en equilibrio, donde las empresas no enfrentan problemas de reclutamiento o retención, ni están ante una débil demanda de mano de obra. Un valor superior a 5.0 sugiere que las empresas experimentan un grado de escasez de habilidades (shortages skills), que tiene consecuencias adversas incluyendo por ejemplo inflación salarial. Valores menores que 5.0 indican una holgura del mercado laboral donde los trabajadores especializados experimentan dificultades para en-contrar trabajo.

El índice se construye a partir de siete componentes: Flexibilidad educativa, participación en el mercado laboral, flexibilidad del mercado laboral, desajuste de talento (talent mismatch), presión salarial general, presión salarial en industrias de alta especialización, presión salarial en puestos altamente especializados.

Los índices de Hays para Estados Unidos y Alemania fueron ambos de 6.4, mientras que para Bélgica, Italia de Hong Kong se estimó en 3.7, y para la India en 3.4. (Véase http://www.hays-index.com/). No es casual entonces que el primero de abril de 2013, Estados Unidos anunciara la oferta de 85,000 visas (H-1B) para personal altamente calificado http://mx.noticias.yahoo.com/visas-en-eeuu-para-cualificados-se-agotar-n-063454986--finance.html

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Cuadro 2. Ingenieros egresados en el ciclo escolar 2009 – 2010

Ahora bien, si se considera que los ingenieros en electrónica, robótica, mecatro-nica, control y computación, y control y automatización (independientemente de las distintas variaciones de la ingeniería) son los que de manera natural tienen las habilidades o al menos la formación básica para cubrir las necesidades de es-pecialistas en sistemas embebidos, se observa entonces que en Jalisco en el ciclo escolar 2009-2010 sólo egresaron alrededor de 181 ingenieros en electrónica (en

Entidad Control y Automatización

Control y Computación

Electrónica Mecatrónica Robótica Total

Aguascalientes 88 107 195 Baja California 171 200 371 Campeche 40 - 40 Chiapas 127 107 234 Chihuahua 84 154 238 Coahuila 254 365 619 Colima 1 1 Distrito Federal 199 210 342 251 1,002 Durango 88 30 118 Guanajuato - 84 72 - 156 Hidalgo 122 38 - 160 Jalisco 181 216 397 México - 255 475 730 Michoacán 100 85 185 Morelos 9 17 26 Nayarit 21 22 - 43 Nuevo León 19 324 203 546 Oaxaca 145 14 159 Puebla 182 217 399 Querétaro 139 195 334 Quintana Roo - - San Luis Potosí 90 116 206 Sinaloa 180 52 232 Sonora 260 112 372 Tabasco 82 49 131 Tamaulipas 224 123 347 Tlaxcala 18 109 127 Veracruz 530 51 581 Yucatán 29 75 104 Zacatecas 10 43 53 Total 199 40 4,048 3,568 251 8,106 Elaboración propia con base en el Anuario Estadístico. Ciclo Escolar 2010-2011 de la ANUIES.Véase http://www.anuies.mx/content.php?varSectionID=166

Ingenieros egresados en el ciclo escolar 2009-2010

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sus distintas variaciones) y 216 ingenieros mecatronicos; es decir, alrededor del 5% del total nacional, que es un porcentaje que no corresponde con el peso re-lativo de la entidad respecto a su capacidad de atracción de inversión extranjera directa para el sector; sin embargo, esos ingenieros pueden constituir el insumo humano a partir del cual formar especialistas en sistemas embebidos.

Un fenómeno similar de escasez de recursos humanos especializados pare-ce que se produce a nivel nacional. En ese sentido abonan los resultados de un estudio realizado por Hays Plc y Oxford Economics, donde a México se la asocia un Indice de Hays de Habilidades Globales 2012 de 5.9 (Hays Global Skill Index), pues argumentan que el país sufre de escasez de conocimientos especializados, que se refleja en un indicador de presión salarial en las industrias de alta espe-cialización (high skill industries) con el máximo valor posible . Las industrias con los más altos salarios son bienes raíces y servicios profesionales, técnicos y cientí-ficos, que registraron crecimientos anuales de 11% y 18%, respectivamente, en marzo de 2012 (Hays Recruiting Experts Worldwide & Oxford Economics 2012)20.

De ahí la preocupación de lo que sucedería si no se forman especialistas al ritmo que la industria lo demanda, y no se instrumentan acciones coordinadas entre el sector público y las empresas para adaptar los contenidos educativos a las necesidades locales, regionales y nacionales, ya que la escasez de habilidades limi-tan el crecimiento económico y la inversión de un país, sobre todo en estos tiempos cuando la formación de riqueza estriba en el conocimiento humano, a través del desarrollo de nuevas tecnologías, como es el caso de los sistemas embebidos.

4.3.4. El proyecto de Posgrado en sistemas embebidos en el contexto del Plan Na-cional de Desarrollo 2013-2018

El proyecto de posgrado en sistemas embebidos resulta hoy en día más perti-nente que nunca, pues atendería a una demanda actual y creciente del sector productivo del país; además de que contribuiría a alcanzar la meta “México con Educación de Calidad”, principalmente, descrita en el Plan Nacional de Desa-rrollo 2013-2018 (PND), toda vez que propone medidas que están perfectamente alineadas con las acciones y estrategias contempladas en dicho Plan.

20 Hays Recruiting Experts Worldwide & Oxford Economics (2012), “Critical skills imbalances. A barometer of factor impacting global skills mobility. The Hays Global Skill Index 2012”,pág. 16

http://www.hays-index.com/

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En el diagnóstico general del PND se reconoce que el país tiene el reto de elevar su productividad, pues en los últimos 30 años la productividad total de los factores de la economía ha disminuido a una tasa promedio anual de 0.7%. En este sentido, mediante la formación de capital humano altamente especializado en el programa propuesto se contribuirá a la formación y fortalecimiento del capital humano de alto nivel y a ampliar las capacidades tecnológicas del país, lo cual sin duda incidirá positivamente en ese factor y por ende también en su competitividad.

También se plantea como factor que limita el desarrollo del país a “la falta de capital humano no es sólo un reflejo de un sistema de educación deficiente, también es el resultado de una vinculación inadecuada entre los sectores educativo, empresarial y social”, en ese sentido el proyecto reconoce claramente la necesidad de una vin-culación entre dichos sectores del país, y sugiere que ésta se vea consolidada a través de una propuesta de formación de especialistas en sistemas embebidos que refleje adecuadamente las necesidades planteadas por la industria y que se identifican en el presente diagnóstico.

En la meta “México con Educación de Calidad” se destaca que para lograr una educación de calidad, se requiere que los planes y programas de estudio sean apropiados, por lo que resulta prioritario conciliar la oferta educativa con las necesidades sociales y los requerimientos del sector productivo; se señala asimismo que, hoy en día existe un desequilibrio entre la demanda de los jóvenes por ciertas carreras y las necesidades del sector productivo; al respecto, el Posgrado en sistemas embebidos aspira a formar recursos humanos altamente especializados en ese campo del conocimiento hu-mano, dotándoles de las competencias y habilidades suficientes que les permita una rápida incorporación al sector productivo, y con capacidades para enfrentar los retos de la industria y del país; representa también una propuesta de solución estructural a un déficit de personal especializado en la industria, sobre todo en la región del Bajío del país, contribuyendo a fortalecer la infraestructura a nivel estatal y regional. Constituye un impulso al desarrollo de las vocaciones y capa-cidades científicas, tecnológicas y de innovación locales, para fortalecer el desa-rrollo regional sustentable e incluyente. Asimismo, contribuiría directamente a la dinámica de transferencia y aprovechamiento del conocimiento, vinculando a las instituciones de educación superior y los centros públicos de investigación con los sectores público, social y privado.

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Lo anterior armoniza uno de los puntos más destacados en el PND que consi-dera que el posgrado representa el nivel cumbre del Sistema Educativo y constituye la vía principal para la formación de los profesionales altamente especializados que requieren las industrias, empresas, la ciencia, la cultura, el arte, la medicina y el servicio público, entre otros. México enfrenta el reto de impulsar el posgrado como un factor para el desarrollo de la investigación científica, la innovación tecnológica y la competitividad que requiere el país para una inserción eficiente en la sociedad de la información.

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II Tendencias de la profesión

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Capítulo 5. Situación actual y tendencias del campo profesional

Rubén Laguna Arriaga y Ricardo Velasco Preciado

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Los profesionales relacionados con las ingenierías en México han aumentado de manera considerable. En 1968, había 44 mil alumnos inscritos en carreras de ingeniería. En 1997, ya eran 424 mil alumnos, de los cuales en ese año egresaron poco más de 52 mil ingenieros (Guerra, 1999)1. En el 2012, la cifra de ingenieros graduados fue de más de 115 mil, cantidad superior a los que egresan de Brasil, Alemania, Inglaterra o Canadá.

5.1. Ingenierías que anteceden a los sistemas embebidos

Desde el inicio de la era industrial, las profesiones han surgido como conse-cuencia de las demandas que imponen las condiciones productivas, socioeco-nómicas, políticas y culturales del entorno del que forman parte. Después de generadas, se crea su formación escolarizada a fin de capacitar personal para realizar las funciones requeridas por su ecosistema industrial. Tal es el caso de los sistemas embebidos.

Los objetos de la ingeniería son la integración de ciencias y tecnologías con miras a un beneficio para la humanidad. En este sentido, se puede decir que este tipo de especialización nace cuando el ser humano crea las primeras herra-mientas –o primeras tecnologías- para cazar, pelear y asegurar su supervivencia. La ingeniería estuvo presente en la creación de la primeras “máquinas sencillas sobre la base del conocimiento de la rueda, la cuña, la palanca, la polea etc.” (Sa-lazar, Rojano & Llamas, 2004)2, en la construcción de las maravillas del mundo antiguo, en la aparición del primer “mecanismo desarrollado: la prensa hidráu-lica inventada por Pascal” en 1620 y, por supuesto, en los trabajos de Galileo, Newton, Bernoulli, Euler y Leonardo Da Vinci. Hasta entonces, la tecnología precedía a la ciencia, inclusive en la invención de la máquina de vapor en 1781 (Salazar, Rojano & Llamas, 2004).

En los siglos XIX, XX y XXI las tecnologías han acelerado de forma superla-tiva su desarrollo debido a que la ciencia ocupó una posición más sólida (Sala-zar, Rojano & Llamas). En la actualidad la ciencia y la tecnología tienen una 1 Guerra Rodríguez, Diódoro (septiembre-diciembre 1999) Situación actual de la educación en

ingeniería en México: Parte I: Diagnóstico. Ingenierías, Vol. II, No. 5, en http://ingenierias.uanl.mx/5/pdf/5_diodoro_Guerra_Situacion_actual.pdf pags. 42-43

2 Salazar, Raquel, Rojano, Abraham & Llamas, Álvaro (2004). Evolución de la ingeniería en Méxi-co. Engineering evolution in México. Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, vol. 13, núm. 3. Cuba: Universidad Agraria de La Habana Fructuoso Rodríguez Pérez. Disponible en http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=93213310. p. 2

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relación interdependiente y la ingeniería ocupa una posición de intermediaria. La palabra clave para todos los tipos de ingeniería es aplicar.

La cronología de las ingenierías en México como antecedente al requeri-miento de los sistemas embebidos es la siguiente:

1792 Ingeniería hidráulica y minería, primeras carreras impartidas en México, en el Colegio de Minería3.

S XIX Se promueven los estudios de ingeniería en metalurgia, topografía y ca-minos, puertos, canales y ferrocarriles, que se fusionarían en ingeniería civil.

1910 Justo Sierra crea la Universidad Nacional que incluye a la Escuela Na-cional de Ingenieros, que 20 años después se transformaría en Escuela Nacional de Ingeniería4.

1915 Se crea la Escuela Práctica de Ingenieros Mecánicos y Electricistas (EPIME) que posteriormente se constituirá en lo que conocemos como Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (ESIME)5.

1936 Se funda el Instituto Politécnico Nacional (IPN) y con ello se crean las carreras de Ingeniería Eléctrica y Mecánica, Ingeniería aeronaútica e In-geniería en comunicaciones eléctricas, que se instituiría en Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica. (Instituto Politécnico Nacional, 2009-2010)6.

1943 Fundación del Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monte-rrey (ITESM)

3 El Colegio de Minería se convirtió en 1867 en la Escuela Nacional de Ingeniería bajo el gobierno del presidente Benito Juárez García

4 Facultad de Ingeniería. Historia de la Ingeniería, en http://www.ingenieria.unam.mx/paginas/histo-ria04.htm 21 de junio de 2013.

5 Al incorporarse la ESIME al Politécnico, la ingeniería eléctrica y la mecánica volvieron a separarse endos carreras distintas y se comenzaron a impartir dos especialidades de gran importancia en la época actual: la de ingeniería en comunicaciones eléctricas –que posteriormete se transformó en la de ingeniería de comunicaciones y electrónica– y la de aeronáutica. (León López, Enrique G (2002). El Instituto Politécnico Nacional. Origen y evolución histórica. Colección SEP/Docu-mentos. IPN, p. 17)

6 Instituto Politécnico Nacional (2009-2010) Historia Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, ESIME, en http://www.esimez.ipn.mx/Conocenos/Paginas/Historia.aspx

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1972 Inicia la carrera de Ingeniero en Electrónica y Comunicaciones en el Ins-tituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey (ITESM) (Insti-tuto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2003)7.

1977 El ITESM integra la Electrónica con la Computación en la carrera de Inge-niero en Sistemas Electrónicos.

Se crea en la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional Autóno-ma de México (UNAM) la carrera de Ingeniería en computación (Facultad de ingeniería (s/f))8.

1993 La UNAM funda en la Facultad de Ingeniería la carrera de Ingeniería eléc-trica y electrónica.

1965 El IPN abre la Maestría en ciencias de la computación.

1967 El ITESM inicia la impartición de la carrera de Ingeniero en sistemas com-putacionales, tomando como base los cursos que sobre el tema se habían impartido previamente.

1974 La Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería y Ciencias Sociales y Administrativas (UPIICSA) del IPN, dos años después de su inauguración, oferta la Licenciatura en ciencias de la informática (López Guardado, p. 261)9.

1985 En la Facultad de Contaduría de la UNAM, se crea la carrera de Licencia-do en informática con el fin de formar profesionistas capaces de crear, administrar y mantener servicios y sistemas de información integrada y eficiente que faciliten la toma de decisiones y agilicen las operaciones de una organización.

1990 Inicia la formación universitaria en Mecatrónica en México, con la impar-tición de las primeras asignaturas en la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), la Universidad Anáhuac del Sur (UAS) y el Instituto Politécnico Nacional (IPN).

7 Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey (2003) Ingeniero en Tecnologías de Información y Comunicaciones, en http://www.ags.itesm.mx/profesional/itic.htm

8 Facultad de ingeniería (s/f) El nuevo plan de estudios de ingeniería en computación. Univer-sidad Nacional Autónoma de México facultad de ingeniería. Recuperado de http://dctrl.fi-b.unam.mx/~capituloestudiantil/materias/folleto_computacion.pdf

9 López Guardado, Maricela (2006). Setenta años de historia del Instituto Politécnico Nacional. Tomo Iv. Vol. I. IPN. p. 261.

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1991 El IPN abre la carrera de Ciencias de la computación10.

1994 En la UNAM se abre la carrera de Ciencias de la computación. Poco des-pués, la Universidad Autónoma de Puebla y la Universidad Autónoma de Nuevo León ofrecieron licenciaturas similares.

Inicia la carrera de Mecatrónica en la Universidad Anáhuac del Sur.

1997 La Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas (UPIITA) del IPN ofrece la Licenciatura en Ingeniería Mecatró-nica en México (Funtec – Secretaría de economía (s/f))11.

Las ingenierías en electrónica conforman un campo de estudio relacionado con la Física que se concreta en el diseño y aplicación de dispositivos y circuitos electrónicos para la generación, transmisión, recepción o almacenamiento de información; abarca áreas de aplicación como la potencia, computación o electró-nica digital, el control de procesos industriales, las telecomunicaciones y la ciencia básica de las Matemáticas y la Física. Los sistemas embebidos requieren necesa-riamente de la electrónica, pero su carácter es multidisciplinar.

El campo de estudio en sistemas computacionales, a grandes rasgos y con variantes dependientes de cada universidad, abarca temas relacionados con Ma-temáticas, Programación, Bases de datos, Inteligencia artificial y Computación científica, entre otros. Las carreras en ciencias de la computación tratan en gene-ral los mismos campos de conocimiento que las ingenierías en sistemas compu-tacionales, pero desde una perspectiva más teórica y científica que tecnológica; como sucede en el caso de las diferencias entre las ciencias e ingenierías en informática.12

Las principales actividades que realizan los egresados de la licenciatura en infor-mática son:

• “Organización,administracióne instrumentacióndesistemas integralesde información en las organizaciones.

10 López Guardado, Maricela (2006). Setenta años de historia del Instituto Politécnico Nacional. Tomo Iv. Vol. I. IPN. p. 168.

11 Funtec – Secretaría de economía (s/f). Diagnóstico y Prospectiva de la Mecatrónica en México. Reporte Final. Centro de Investigación en Materiales Avanzados, S. C. pag. 2, en

http://www.economia.gob.mx/files/comunidad_negocios/industria_comercio/Estudios/Diagnostico_Pros-pectiva_Mecatronica_Mexico.PDF.

12 La explicación de esta idea se profundiza en Saint John’s University (2013) Curriculum, en http://www.csbsju.edu/computer-science/curriculum.htm

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• Tomadedecisionesenrelaciónconelusoyacopiodelainfraestructurainformática.

• Mejoramientoeincrementodelaculturainformática.

La informática y la computación tienen componentes teóricos y aplicados. La primera se orienta a los sistemas en su estructura, comportamiento e interac-ción. Se trata de comprender los problemas y aplicar las tecnologías para obte-ner, representar, organizar, almacenar, recuperar y usar la información. Aunque se basa en las computadoras no se restringe a ellas. Se apoya en disciplinas mate-máticas e incluye ampliamente los aspectos metodológicos. La computación por su parte, atiende el análisis de los procesos computacionales y el diseño de los sistemas correspondientes, de las herramientas a nivel de hardware y software que solucionan los problemas de manera automatizada. Se orienta más hacia los equipos y cómo procesan la información. En ambos casos, sus ámbitos se ubican en los sistemas de gran tamaño, en contraste con la especificidad que tienen los sistemas embebidos.

La mecatrónica es una disciplina integrada por la mecánica, la electrónica y el control.

Las especiadades mencionadas encuentran oportunidades en el desarrollo de los sistemas embebidos, pero ninguna constituye completamente el perfil que ahora se busca, de tal manera que hay una necesidad evidente al respecto.

5.2. Tendencias y nuevas carreras

El desarrollo de las ingenierías se ve fuertemente impactado por los avances tecnológicos y la globalización. De acuerdo con Salazar, Rojano & Llamas., el proceso de globalización de la economía mundial ha tenido impacto sobre la educación en ingeniería en cuatro acontecimientos: El rápido cambio tecnoló-gico; el surgimiento de un nuevo paradigma tecnoindustrial; la emergencia de las tecnologías de información; y la institucionalización a nivel mundial de los sistemas de acreditación académica y profesional13.

13 Salazar, Raquel, Rojano, Abraham & Llamas, Álvaro (2004). Evolución de la ingeniería en Méxi-co Engineering evolution in México. Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, vol. 13, núm. 3. Cuba: Universidad Agraria de La Habana Fructuoso Rodríguez Pérez. Disponible en http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=93213310 p. 3

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En esta lógica, surgen nuevas carreras. Por ejemplo, en el 2005, el ITESM creó tres ingenierías dentro del área de estudio que denomina Tecnologías de Infor-mación y Electrónica. En 2013, ya cuenta con siete carreras:

1. Ingeniero en Negocios y Tecnologías de Información

2. Ingeniero en Sistemas Computacionales

3. Ingeniero en Sistemas Digitales y Robótica

4. Ingeniero en Tecnologías Computacionales

5. Ingeniero en Tecnologías Electrónicas

6. Ingeniero en Tecnologías de Información y Comunicaciones

7. Ingeniero en Telecomunicaciones y Sistemas Electrónicos

Estos estudios “permiten que los dispositivos de cómputo y comunica-ción puedan ser utilizados en aplicaciones que satisfacen necesidades y resuel-ven problemas de individuos y organizaciones. Las tecnologías de información y electrónica permiten la solución de problemas aplicando las Matemáticas y los principios de desarrollo de sistemas computacionales y/o electrónicos” (Institu-to Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2013)14.

Otras carreras emergentes que han ido en aumento son:

• LalicenciaturaenNanotecnología,cuyo“programa(deochosemestres)se enfoca en enseñar a los estudiantes a analizar y manipular materiales para diseñar variados productos, desde fármacos que trabajan a nivel ató-mico, hasta microchips para realizar análisis genéticos, por citar algunos” (Vargas, 2011)15, la cual se imparte en el Centro de Nanociencias y Nano-tecnología de la UNAM, Ensenada, Baja California.

• LacarreraEmprendimientoCulturalySocial,queimparteelTecnológicode Monterrey, campus ciudad de México, Santa Fe y Estado de México.

• LaIngenieríaAeronáuticaenManufactura,queofertalaUniversidadNa-cional Aeronáutica en Querétaro (UNAQ).

14 Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey (2013). Tecnologías de Informa-ción y Electrónica, en http://www.itesm.edu/wps/wcm/connect/ITESM/Tecnologico+de+Monterrey/Carreras+Profesionales/Areas+de+estudio/Tecnologias+de+Informacion+y+Electronica/

15 Vargas Hernández, Ivonne (20 de abril de 2011). Nuevas carreras para ‘no tradicionales’. CNN Expan-sión, en http://www.cnnexpansion.com/mi-carrera/2011/04/19/nuevas-carreras-para-no-tradicionales

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• LaIngenieraenEnergíasRenovables,lacualseimparteenelCentrodeInvestigación en Energía (CIE) de la UNAM, en Morelos (Vargas, 2011).

Además, el Consejo Universitario de la UNAM aprobó la creación de las licencia-turas de Arte y Diseño con la opción de Técnico Profesional en la Informática Aplicada y la de Tecnologías para la Información en Ciencias con la opción Téc-nico Profesional en Informática Aplicada. (Redacción Qmex, 2013)16.

Con respecto al Instituto Politécnico Nacional, en la Unidad de Guanajuato, la oferta está asociada a la dinámica productiva de la región centro del país, es así que se imparten ingenierías en aeronáutica, biotecnología, farmacéutica y en sistemas automotrices. (Servín, 2013)17.

5.3. Demanda de ingenieros aún no cubierta

Sin duda, en México hay una clara tendencia hacia la expansión de nuevas ca-rreras relacionadas con los avances tecnológicos; lo que incluye lo relacionado con sistemas embebidos. Sin embargo, a la fecha no se han cubierto las deman-das cuantitativas, ni cualitativas de especialistas en esta materia sobre todo en las zonas del país donde se encuentran los clústers industriales. Esta demanda, en gran parte, se cubre con ingenieros extranjeros que encuentran pocas trabas para trabajar en México porque no se les pide ningún requisito adicional a su titulación y en ocasiones están mejor preparados que los mexicanos. “Son más baratos que los nacionales”, explica Salvador García, director del departamento de Ingeniería Civil del Instituto Tecnológico de Monterrey, porque no hay que invertir en su capacitación (Leglisse, 2007)18.

Un ejemplo de la necesidad de aumentar la cantidad y calidad de ingenieros y en particular de especialistas en sistemas embebidos, se observa en la zona occidente de México. Ahí, la Cámara Nacional de la Industria Electrónica de Telecomunicaciones y Tecnologías de la Información, (CANIETI), en 2012, ha informado que se requiere personal capacitado para cubrir perfiles de puestos 16 Redacción Qmex (21 marzo, 2013). La UNAM anuncia nuevas carreras. Quadratin México, en

http://www.quadratinmexico.com/la-unam-anuncia-nuevas-carreras/17 Servín Magaña, Rosalía (18 de Abril de 2013) La realidad de las nuevas carreras y profesiones. El

Financiero, en http://www.elfinanciero.com.mx/component/content/article/53-nuestras-historias/11670-la-realidad-de-las-nuevas-carreras-y-profesiones.html

18 Leglisse, Alejandra (31 de octubre de 2007) Escasez de ingenieros mexicanos. CNN Expansión. Expansión, en http://www.cnnexpansion.com/obras/pulso-de-la-construccion/escasez-de-ingenieros-mexi-canos

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para la atención de la demanda laboral en sistemas embebidos, diseño electróni-co, software, automotriz y aeroespacial.

Esta necesidad es tanto cuantitativa, como cualitativa. Sobre este punto, (Té-llez, 2012)19 expone lo siguiente:

Dadas las exigencias de desempeño de los sistemas embebidos (bajo consumo de energía, peso, dimensiones, ambientes adversos de operación, situaciones críticas de seguridad, ex-trema sensibilidad al costo y dificultad de actualización del software), su desarrollo requiere de profesionales con un perfil de especialización amplio por la necesidad de combinar, por un lado conocimiento de software, hardware, redes, procesamiento de señales y teoría de control, y por otro lado habilidades para el diseño de sistemas de propósito general, optimi-zación de recursos y modelos de negocio. De este modo vemos que el desarrollo de sistemas embebidos es una actividad multidisciplinaria, de varias fases y diversos objetivos.

Cualquier esfuerzo aislado en el proceso de formación de sistemas embebidos entre la in-dustria y las instituciones educativas irá en detrimento de la calidad y pertinencia educativa de los egresados.

La demanda de personal especializado en sistemas embebidos presenta retos educativos que implican considerar las necesidades diversas de la industria, coordi-nar esfuerzos con las instituciones educativas y gubernamentales, y la complejidad que esta formación presenta. Actualmente se puede conocer esta problemática utilizando la experiencia de otros países, como señala Téllez:

Robert Dewar, de la Universidad de Nueva York, sostiene que la programación de sistemas embebidos es difícil.20 Que la esencia de un sistema embebido es la arquitectura del diseño de todas sus capas. La gran cantidad de interfaces genera la problemática de la fusión o co-fusión de los niveles. Los sistemas embebidos generalmente controlan dispositivos externos, cuya fiabilidad es esencial para evitar que los equipos puedan estar en riesgo. Su mal funcio-namiento podría poner en peligro la vida humana o los bienes materiales.

El desarrollo de software embebido es más complicado que el de los sistemas nativos, porque involucran la compilación cruzada de entornos, emuladores, herramientas especializadas y costosas, y hardware. Los sistemas embebidos críticos contienen tal vez millones de líneas de código, y son desarrollados por equipos distribuidos geográficamente, que deben evo-lucionar con el tiempo para dar respuesta a los cambios de requisitos. La solución ha sido integrar sistemas modulares, extensibles y adaptables. Los desarrolladores deben seguir

19 Téllez Mosqueda, Juan Carlos (2012). “Estado de la formación en sistemas embebidos ¿Se pue-den crear sin respaldo educativo y sin vinculación empresarial?”. México, Cuadernos de trabajo Infotec.

20 El Dr. Robert Dewar es co-fundador, Presidente y CEO de AdaCore y Profesor Emérito de Ciencias de la Computación en la Universidad de Nueva York. El Dr. Dewar es el principal arquitecto de GNAT AdaCore la tecnología de Ada. Él ha sido coautor de compiladores para SPITBOL (SNOBOL), Realia COBOL para el PC (ahora comercializado por Computer Associates), y Ada Alsys, y también ha escrito varios sistemas en tiempo real de funcionamiento, para Honeywell Inc.

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procesos muy rigurosos para el control de versiones, gestión de configuraciones y control de calidad. (Téllez, 2012)

Aunque estas consideraciones se refieren a otro país y el análisis está más orientado al software embebido, son pertinentes también para México con la sal-vedad de que en Estados Unidos el involucramiento de la Electrónica es más fuerte en el área que denominan Ciencias de la Computación.

Para que se fortalezca en México la formación de especialistas en sistemas embebidos, tanto en términos cuantitativos como cualitativos, Diódoro Guerra, ex director general del Instituto Politécnico Nacional, formula tres conjuntos de propuestas. Las primeras sobre la educación de la ingeniería, están dirigidas a proporcionar mejores condiciones para la formación incluida su relación con las actividades de investigación científica y tecnológica; las segundas están orienta-das a incidir positivamente en el ejercicio y desempeño profesional de los inge-nieros; y las terceras, establecen una serie de estrategias para lograr una mayor participación de la ingeniería en el desarrollo nacional. (Guerra, 2000)21. Estas propuestas constituyen una directriz para la formación de especialistas, la cual debe complementarse con los resultados del análisis del contexto en el que se desarrollarán los programas de profesionalización y en el perfil de sus destinata-rios. Así, se podrán diseñar programas educativos eficaces tendientes a enfrentar los retos de específicos de formación de especialistas en sistemas embebidos para la industria nacional y local.

5.4. Práctica profesional, alcance y cobertura

Los campos de acción de los especialistas en sistemas embebidos son, por un lado, la industria involucrada en el diseño, producción, manufactura y/o comer-cialización de estos sistemas; y por el otro, centros de investigación tecnológica. En México, según refiere Téllez (2012), las principales empresas proveedoras de los componentes de sistemas embebidos son trasnacionales:

Como productores y proveedores de microprocesadores destacan Intel y AMD, las cuales poseen más de 90% del mercado mundial, que tiene un valor estimado de 40 billones de dólares.

21 Guerra Rodríguez, Diódoro (enero-marzo 2000) Situación actual de la educación en ingeniería en México. Parte II: Propuestas. Ingenierías, Vol. III, No. 6. P. 8 Recuperado de http://ingenierias.uanl.mx/6/pdf/6_Diodoro_Guerra_Situacion_Actual.pdf

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Cuadro 3. Participación en el mercado de los procesadores

En el mercado de microcontroladores tienen fuerte presencia empresas como Renesas, Freescale, NEC, Infineon, Fujitsu y Microchip, con una participación conjunta de alrededor de 60% de los ingresos por ventas mundiales de esos pro-ductos (12 billones de dólares).22

En la producción del procesador digital de señales (DSP), Texas Instruments, Inc. en 2009 retuvo su liderazgo en el mercado (con valor aproximado de 4.39 billones de dólares) con una participación de 48%, seguida por Lucent Techno-logies con 25.1%, Motorola 11.4% y Analog Devices 10.3%.23

El mercado de los FPGA para 2010 se estimó en 2.75 billones de dólares, te-niendo como principales proveedores a Xilinx y Altera.24 En una encuesta a di-señadores de sistemas embebidos realizada por IBM Electronics, en el caso de los FPGA, los encuestados expresaron que el ecosistema que rodea a un chip (soft-ware, herramientas y soporte) es dos veces más importante que el mismo chip.

México, al igual que en el resto del mundo, la industria en electrónica y tele-comunicaciones tiene un mayor ritmo de crecimiento. “De hecho nuestro país ha sido seleccionado por su infraestructura para el establecimiento de muchas indus-trias tal como la automotriz, que ha encontrado todos los requerimientos para su funcionamiento y en el futuro cercano tendremos más fábricas de automóviles, que vendrán no por mano de obra barata sino por la calidad de sus recursos humanos, lo que implica un aumento en necesidades de ingenieros mecánicos, 22 Nicolas Mokhoff.(2010) Los microcontroladores crecen a 12 mil millones de dólares. En: http://

www.eetimes.com/electronics-news/4088197/Report-has-microntrollers-grow-to-12-billion-this-year23 Analog Devices Inc.(1999) Aumento en la cuota de mercado. En: http://www.eetimes.com/electro-

nics-news/4107501/TI-Analog-Devices-gain-DSP-market-share24 Dylan McGrath.(2006) Mercado de FPGA. En: http://www.eetimes.com/electronics-news/4060747/

FPGA-market-to-pass-2-7-billion-by-10-In-Stat-says

Variación 2010 2009 2010 vs 2009

Intel 81.0% 80.6% 0.4%AMD 11.4% 12.2% -0.8%Otros 7.5% 7.1% 0.4%Fuente: Tomado de http://www.eetimes.com/electronics-news/4214480/MPU-rankings--No-share-change-seen-in-2010

ProveedorParticipación de mercado

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electrónicos y telecomunicaciones, de control automático, robótica, mecatrónica y computación entre otros” (Sosa, 2007)25. Por supuesto, también aumenta la ne-cesidad de especialistas en sistemas embebidos.

Aspectos relevantes en cuanto al contexto de práctica profesional de los espe-cialistas en sistemas embebidos, de acuerdo con estudios de CANIETI y la Confe-deración de Cámaras Industriales (CONCAMIN), son:

• Méxicocuentaconlapresenciadelasprincipalesempresasinternaciona-les involucradas con sistemas embebidos.

• Existenclústersregionalesdegranimportanciaennuestropaís,entrelosque se encuentran el de televisores en Baja California, el de cómputo en Jalisco, de electrónica y telecomunicaciones en Chihuahua; de autopar-tes de Aguascalientes, de Metalmecánica, de autopartes y Aeronáutica en Querétaro; y el Parque de Investigación e Innovación Tecnológica (PIIT) de Monterey, cuyas áreas estratégicas son Nanotecnología, Biotecnología, Mecatrónica y manufactura avanzada y Tecnologías de información, entre otras.

• Laplantaelectrónica internacionalestablecidaenMéxicoesaltamenteproductiva y con tecnología de clase mundial (Sosa, 2007).

• Entre lasgrandes ventajas competitivaspara la industriaelectrónicaenMéxico se encuentran las siguientes: 1. Representa menores costos logísti-cos que otros competidores. 2. Se pronostica todavía un mayor desarrollo de la industria de sistemas embebidos, debido a la saturación que se está presentando en la India.

También, la CANIETI y CONCAMIN apuntan algunas debilidades en la industria como su vulnerabilidad a las crisis mundiales, debido a su carácter de indus-tria maquiladora, fragilidad que se acentúa por el escaso número de empresas nacionales en ese sector; desvinculación tecnológica entre la industria y las ins-tituciones educativas; la falta de consolidación de proveeduría interna en los clústers y, en el entorno internacional, la fuerte competencia de China y nue-vos competidores en Europa del Este y Malasia (Sosa, 2007).

25 Sosa Pedroza, Jorge Roberto (18 de enero de 2007) La enseñanza de la Ingeniería Electrónica y su relación con las necesidades industriales del siglo XXI. Especialidad: Comunicaciones y Elec-trónica. México: Academia de ingeniería, A. C. pag. 9 y 11, en http://academiadeingenieriademexico.mx/archivos/coloquios/1/La%20Ensenanza%20de%20la%20Ing%20Elec%20y%20su%20Rel%20con%20las%20Necesidades%20Ind%20del%20Siglo%20xxi.pdf

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Capítulo 6 Campo laboral y formación en sistemas embebidos

Rubén Laguna y Ricardo Velasco Preciado

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Los especialistas en sistemas embebidos se desempeñan en la industria, como proveedores de servicios, en el ámbito educativo como docentes en escuelas de educación técnica y superior, como profesores-instructores en instituciones de for-mación de capital humano o investigadores en centros de orientados a la innova-ción tecnológica.

Con respecto a la industria, los clústeres en México requieren personal espe-cializado, sin embargo la oferta actual, como se ha mencionado, no es suficiente para cubrir su demanda. En particular, resalta la oportunidad de la industria del estado de Jalisco, (ver análisis FODA elaborado por Laclette) para contar con más personal calificado. La información reafirma y complementa la idea expuesta por Téllez, en el sentido de que en dicho estado existe la necesidad de equilibrar dos mercados, el educativo y el laboral, para atender adecuadamente las nece-sidades regionales. Según estimaciones de la industria de Jalisco se requieren entre 250 a 300 egresados anuales en sistemas embebidos (Téllez, 2012)1.

Esta cantidad de especialistas a nivel posgrado está lejos de ser provista de ma-nera inmediata, por lo que se necesitan soluciones cuantitativas y cualitativas de profesionalización en dichos sistemas. Así, la industria relacionada con sistemas embebidos se constituye como el principal empleador para quienes se profesio-nalicen en dicha área.

También, debido al crecimiento de esta industria, otro escenario del campo laboral tiene que ver con la proveeduría para dichos campos. Este es un mercado que gira en torno a la satisfacción de necesidades específicas, la cual definitiva-mente requiere de servicios especializados y de calidad.

Otro campo laboral creciente en importancia se refiere a que en Jalisco hay un alto número, tanto de licenciaturas, como de posgrados. Espacio que propi-cia que los egresados al no encontrar oportunidades en sus áreas de formación opten por el trabajo docente.

Adicionalmente, otro campo laboral fundamental en el área de sistemas em-bebidos, es el que se refiere a la investigación, el desarrollo tecnológico y la innovación (I+D+i). En el FODA se muestra que Jalisco es fuerte en formación de capital humano en tecnologías, pero que no tiene suficiente inversión en I+D+i. Ésta es un área de oportunidad, sujeta de ser capitalizada positivamente con las estrategias correctas.1 Téllez, JC. (2012) Estado de la formación en sistemas embebidos ¿Se pueden crear sin respaldo educativo y

sin vinculación empresarial? Cuaderno de trabajo 01. México: Infotec.

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Es muy probable que los especialistas se desenvuelvan en más de uno de es-tos entornos de forma simultánea, o transiten de unos a otros, según lo requie-ran las circunstancias y necesidades de la industria y del mercado2.

Por eso, los especialistas en sistemas embebidos, ya sea que se desenvuelvan como empleados líderes dentro de la industria, responsables de procesos de di-seño, producción, manufactura y/o comercialización de sistemas embebidos; como emprendedores, socios o empleados de empresas que brindan servicios de proveeduría para los campos industriales; como profesores-capacitadores de per-sonal especializado en sistemas embebidos o cómo investigadores e innovadores tecnológicos. Dichos especialistas deben tener una formación integral tanto en el dominio de los sistemas tecnológicos, como en el desarrollo de habilidades y actitudes que les permitan seguir autoformándose, resolver y anticipar proble-mas; a la vez que puedan adaptarse a los cambios por venir.

2 CTI se refiere a Ciencia, Tecnología e Innovación. IDH se refiere al índice de Desarrollo Humano.

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Figura 30. FODA de la industria de Jalisco (Laclette, Marzo 2012, p. 43)3

Los sistemas embebidos abren un espacio de formación en un campo multidis-ciplinar que responde a los requerimientos del ejercicio de una nueva profesión de licenciatura o posgrado. En este sentido, conviene delinear un perfil de la formación en sistemas embebidos.

6.1. Alcance de la formación

Uno de los elementos centrales es el alcance de la formación de los especialis-tas en sistemas embebidos. La propuesta denominada CDIO (Conceiving – Desig-ning – Implementing – Operating, Concebir – Diseñar - Implementar - Operar)4 del Massachusetts Institute of Technology (MIT) ofrece el marco exacto pues orienta la formación al diseño en una visión completa que abarca desde la concepción de la idea hasta su aplicación.

La secuencia concebir – diseñar – implementar y operar evitará centrar los contenidos en secuencias teóricas o, en su caso, omitir que el diseño y todas sus implicaciones técnicas y metodológicas son un proceso que está dentro del ám-bito de la formación. La articulación de los contenidos implica incluir el proceso en su estructura de tal manera que el estudiante aprenda a resolver y aplicar. El puente que une los conocimientos teóricos con los metodológicos debe ser resuelto desde la propuesta curricular.

3 Laclette, Juan Pedro (Marzo 2012). Jalisco: Diagnóstico en Ciencia, Tecnología e Innovación 2004-2011. Foro Consultivo Científico y Tecnológico. México: Foro Consultivo Científico y Tec-nológico. Recuperado de http://www.foroconsultivo.org.mx/libros_editados/diagnosticos2/jalisco.pdf

4 Iniciativa CDIO para la nueva generación de ingenieros. En: http://www.cdio.org/

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El concebir un producto o dispositivo implica ponerse en contacto con el mundo real y con ello, los resultados de aprendizaje específicos caminan en torno a habilidades personales e interpersonales aparejadas con las de construcción de productos, procesos y sistemas, un todo que conforma el reto de la formación.

La complejidad de los sistemas implica ver la estructura curricular integra-da de tal manera que, los conocimientos se interconecten unos con otros de una manera explícita, enmarcados en una etapa introductoria que ofrezca un panorama de la práctica de la ingeniería y de los diferentes elementos que el futuro especialista irá incorporando conforme avance su formación.

Debe tomarse en cuenta que el proceso de formación incluye la experiencia directa en más de un dispositivo para que de manera incremental se domine la complejidad de los proyectos. El proceso de aprendizaje de carácter experen-cial, incluirá desde los diseños más sencillos a otros de nivel avanzado, partiendo de planteamientos problemáticos, a los que se dará solución y no de prácticas preestablecidas con la solución definida. Nótese que los laboratorios cambian en su concepción, a lugares abiertos, con todas las herramientas disponibles para que se pueda explorar, probar y por supuesto, equivocarse. El laboratorio es un espacio social, donde los estudiantes pueden compartir experiencias y aprender unos de otros.

Todos estos elementos tendrán, necesarimente, una visión integral que esté orientada por los objetivos generales de la formación del posgrado.

6.2. Organización general de los contenidos

Por su parte, Camargo Bareño (2011). En su tesis doctoral, Transferencia tec-nológica y de conocimientos en el diseño de sistemas embebidos (Camargo Ba-reño, Carlos Iván 2011)5 hace una propuesta de organización de contenidos en torno a los sistemas embebidos que esquematiza de la siguiente manera y que es la propuesta de aplicación en la Universidad Nacional de Colombia:

5 Camargo Bareño, Carlos Iván (2011). Transferencia tecnológica y de conocimientos en el di-seño de sistemas embebidos. Universidad Nacional de Colombia. http://www.bdigital.unal.edu.co/5696/1/carlosivancamargobare%C3%B1o_2011.pdf 22 de junio de 2013.

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Figura 31. Esquema de contenidos para la enseñanza aprendizaje en sistemas embebidos. Tomado

de Camargo Bareño (2011).

Se hace la diferencia entre el desarrollo de hardware, el que corresponde a la vinculación hardware software y su implementación.

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6.3. Competencias genéricas6

El espacio Europeo de Edución Superior (EEES) define las competencias géne-ricas para los títulos de grado y posgrado respondiendo a estudios y encuestas realizados por diversas instancias internacionales. Se entiende por competen-cias genéricas a aquellas que son clave, transferibles a diversos contextos per-sonales, sociales, académicos y laborales, esto es, se trata de capacidades para actuar en los diferentes ámbitos de la vida en general. Estas competencias las retoma la Universidad Nacional de Educación a Distancia para genera su oferta educativa.

Este tipo de competencias son parte de los perfiles de formación en la ma-yoría de los títulos, hay de por medio un alto nivel de complejidad mental e incluyen habilidades cognitivas, metacognitivas, instrumentales y actitudes en la Sociedad del conocimiento. Su carácter es multidimensional y exigen un enfo-que activo y reflexivo.

En este sentido, la propuesta de competencias, son las siguientes:

Gestión autónoma y regulada del trabajo

• Competenciasdegestiónyplanificación

• Iniciativaymotivación

• Planificación y organización (establecimiento de objetivos y priorida-des, secuenciación y organización del tiempo de realización, etcétera).

• Manejoadecuadodeltiempo

• Competenciascognitivassuperiores

• AnálisisySíntesis

• Aplicacióndelosconocimientosalapráctica

• Resolucióndeproblemasenentornosnuevosopococonocidos

• Pensamientocreativo

6 Se sigue aquí el documento de UNED, denominado Propuestas del mapa de competencias de la UNED (s/f). http://portal.uned.es/pls/portal/docs/PAGE/UNED_MAIN/LAUNIVERSIDAD/VICE-RRECTORADOS/CALIDAD%20E%20INTERNACIONALIZACION/INNOVACION_DOCENTE/IUED/DOCUMENTOS/PROPUESTA_MAPA_COMPETENCIAS_GENERICAS_UNED.PDF

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• Razonamientocrítico

• Tomadedecisiones

• Competenciasdegestióndelacalidadylainnovación

• Seguimiento, monitorización y evaluación del trabajo propio o deotros

• Aplicacióndemedidasdemejora

• Innovación

Gestión de los procesos de comunicación e información

• Competenciasdeexpresiónycomunicación(atravésdedistintosme-dios y con distinto tipo de interlocutores)

• Comunicaciónyexpresiónescrita

• Comunicaciónyexpresiónoral

• Comunicaciónyexpresiónenotraslenguas(conespecialénfasisenelinglés)

• Comunicaciónyexpresiónmatemática,científicaytecnológica(cuan-do sea requerido y estableciendo los niveles oportunos)

• CompetenciasenelusodelasherramientasyrecursosdelaSociedaddel Conocimiento

• ManejodelasTIC

• Competenciaenlabúsquedadeinformaciónrelevante

• Competenciaenlagestiónyorganizacióndelainformación

• Competenciaenlarecoleccióndedatos,elmanejodebasesdedatosysu presentación

Trabajo en equipo desarrollando distinto tipo de funciones o roles

• Habilidadparanegociardeformaeficaz

• Habilidadparalamediaciónyresolucióndeconflictos

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• Habilidadparacoordinargruposdetrabajo

• Liderazgo(cuandoseestimeoportuno)

Compromiso ético, especialmente relacionado con la deontología profesional ylaaplicacióndelosvaloresdemocráticosvinculadosalosderechosfunda-mentales y de igualdad

• Compromisoético(porejemploenlarealizacióndetrabajossinpla-gios, etc.)

• Ética profesional (esta última abarca también la ética como investiga-dor)

• Valoresdemocráticos(derechosfundamentales,igualdad,etc.)

Competencias genéricas de los especialistas en sistemas embebidos

Considerando lo anterior y lo establecido por CANIETI, IMPULSA e instituciones que tienen programas educativos sobre sistemas embebidos, y de acuerdo con la taxonomía de Katz (Stoner, Freeman & Gilbert, 1996)7, se conforma la siguiente lista de habilidades genéricas que se deben desarrollar en los especialistas en sistemas embebidos:

Habilidades personales

• Habilidadescomunicativas

• Habilidadescomunicativaseninglés

• Usoeficienteyeficazdelastecnologíasinfocomunicacionales

• Habilidadesparaelmanejodeltiempo

Habilidades conceptuales

• Pensamientocrítico

• Solucióndeproblemas

• Habilidadesdeestudioindependiente

• Creatividad

7 Robert L. Katz propone 3 clases de habilidades genéricas: las técnicas, las conceptuales y las interpersonales. (Stoner, Freeman & Gilbert, 1996, p. 19).

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Habilidades interpersonales

• Trabajoenequipo

• Liderazgo

• Formaciónderedessocialesodeapoyo

Estas habilidades son genéricas o generales e incluyen prácticamente las pro-puestas planteadas en el estado del arte de sistemas embebidos, aunque aparez-can con otras denominaciones, o con más especificidad.

Actitudes de los especialistas en sistemas embebidos

Otro componente a establecer son las actitudes que deben poseer los especia-listas. Para identificarlas, se ha revisado la literatura disponible sobre el tema, identificando las más recurrentes. Así se presentan las siguientes:

• Honestidadyéticaprofesional

• Responsabilidadsocial

• Concienciaecológicaydedesarrollosustentable

• Interésporpropiciareldesarrollotecnológico

• Humildadintelectual

• Adaptaciónalcambio

• Mentalidadorientadaaresolverproblemas

6.4.Competenciasespecíficas

Las competencias específicas deben definirse con base en los conocimientos, ha-bilidades y actitudes que deben poseer de manera particular los especialistas en sistemas embebidos; los cuales penderán justamente de los campos disciplinares enunciados anteriormente y de la orientación u orientaciones que se decida dar al programa educativo, de acuerdo con las necesidades detectadas en el diagnóstico.

Para definir las competencias se seguirá la siguiente estructura:

1. Acción a realizar.

2. Objeto sobre el que recae la acción.

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3. Condición o criterios que permitirán definir el propósito y alcance de la competencia.

Con estas bases se lleva a cabo este ejercicio preliminar, que deberá ser ajustado con base en datos y conclusiones generados por el diagnóstico.

Con la información obtenida hasta el momento, se enuncian en esta primera aproximación las competencias específicas que deben tener los especialistas en sistemas embebidos, de acuerdo con las siguientes categorías:

En relación con conceptos básicos de sistemas embebidos

• Diseña algoritmos para determinar el funcionamiento de un sistema embe-bido, previendo las distintas variables que puedan incidir en su eficacia.

• Aplicahabilidadesdepensamientológico-matemáticopararesolverpro-blemas relacionados con temáticas de sistemas embebidos.

• Diseñasolucionesendistintasetapasenelciclodesistemasembebidos,mediante la utilización de habilidades de pensamiento abstracto.

• Modelaunproblemamatemáticodetomadedecisionesatravésdelálge-bra booleana.

• Proyectacorrectamenteunasoluciónmatemáticaaunsistemadiscreto,através de un análisis numérico.

• Optimizacódigosatravésdemétodosestadísticosendistintasetapasenelciclo de sistemas embebidos.

• Manejacorrectamentelosaccesosalamemoriadesistemasembebidos,através de matrices o arreglos (arrays).

• Modelasolucionesmedianteelusodelenguajesformalesenmáquinasdeestados.

• Organizaadecuadamenteloscomponentesdeunsistemaatravésdees-tructuras de datos, con el propósito de optimizar los recursos limitados de un sistema embebido, mediante técnicas de teoría de información.

En relación con el ciclo de vida de los sistemas embebidos

• Describecorrectamenteelciclodevidadelossistemasembebidos.

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• Refierelasáreasdeaplicacióndelossistemasembebidosconsusimplica-ciones tecnológicas.

• Utiliza correctamente distintas metodologías de diseño de software em-bebido.

• Determinalosrequerimientoscorrespondientesparalasdistintasetapasdel ciclo de vida de productos de sistemas embebidos.

• Describeelfuncionamientoolaestructuradeunsistemaembebidoodealguna de sus partes en un nivel alto de abstracción, mediante el uso ade-cuado de lenguajes de modelado.

• Realizaeldiseñofísicodeproductosdesistemasembebidos.

• Generacódigosdeacuerdoconlosmétodosyestándaresdeprograma-ción pertinentes.

• Diseñaprototiposdeproductosdesistemasembebidosparasuproduc-ción.

• Implementalosprocesosnecesariosparalaproducciónymanufacturadeproductos de sistemas embebidos.

• Elaboralaplaneacióndeproyectos,tomandoencuentatodaslasfasesdelciclo de sistemas embebidos.

• Elaboraplanesdegestiónderiesgosafindepredeterminarlaobtenciónde los resultados esperados en las distintas etapas del ciclo de sistemas embebidos.

• Calidaddelproducto.

• Implementalosprocesosdelciclodevidadeproductosdesistemasembe-bidos, de acuerdo con la normatividad pertinente.

• Implementalosprocesosdelciclodevidadeproductosdesistemasembe-bidos, de acuerdo con los estándares procedentes de certificación.

En relación con la utilización de plataformas, sistemas operativos y software

• Aplicaconeficienciayeficacialosprocesosdeingenieríadesoftware para sistemas embebidos.

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• ProgramacorrectamenteconellenguajeCdeprogramaciónparasoftware de sistemas embebidos.

• Describecircuitosdigitalesendiseñoscomplejosdesistemasembebidos,de acuerdo con el lenguaje VHDL.

• Traduceprogramasinformáticosadistintoslenguajesdeprogramación,mediante el uso adecuado de compiladores.

• Llevacorrectamenteacaboprocesosdevalidaciónyverificacióndesoft-ware para sistemas embebidos.

• Realiza acciones de depuración del código en software de sistemas embe-bidos.

• Verificaelcomportamientodeproductosdesistemasembebidos,median-te el correcto uso de herramientas de simulación.

• Diseñaaplicacionesyprogramasinformáticosdesistemasembebidosconel uso de objetos en sus interacciones, de acuerdo con los postulados de la programación orientada a objetos.

• Garantiza el comportamientoprogramadodeun sistemaembebido enel tiempo requerido, mediante el uso de un sistema operativo de tiempo real.

• Manejabasesdedatosdeformaeficiente,organizadayeficazparaproyec-tos de sistemas embebidos.

• Diseñaproyectosdesistemasembebidos,considerandolapertinenciadela utilización de software libre en tales proyectos.

• Procesa adecuadamente imágenes para productos de sistemas embebidos.

• Diseña, implementayutilizasistemascriptográficosparadotardesegu-ridad a las comunicaciones, a la información y a las entidades que se co-munican, mediante algoritmos, protocolos y sistemas en la producción de sistemas embebidos.

• Diseña procesos de inteligencia artificial para ser ejecutados sobre una ar-quitectura física, de tal forma que produzcan acciones o resultados que maximicen una medida de rendimiento determinada en productos de sis-temas embebidos.

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En relación con la electrónica y el hardware de sistemas embebidos

• Convierteseñalesanalógicasadigitalesyviceversaparadistintosprocesosrelacionados con sistemas embebidos.

• Integracomponentesanalógicosparaelsensadoorecepciónyemisióndeseñales en distintos procesos relacionados con sistemas embebidos.

• Aplicalalógicacombinacionalenprocesosdesistemasembebidos.

• Realizadiseñosdesistemassecuencialesparasistemasembebidos.

• Identifica,seleccionayutilizalamemoriamásadecuadaparaunsistemaembebido.

• Identificaelusodememoriasvolátilesonovolátiles.

En relación con habilidades personales e interpersonales

Comunicativas

• Se comunica oralmente de forma clara, puntual y asertiva con las personas involucradas con su labor, de manera que sus acciones están coordinadas y se dirigen a un mismo propósito.

• Argumentasusideasconbaseeninformaciónsustentada,tendienteaefi-cientar, coordinar y/o mejorar la calidad de los procesos.

• Tomaencuentalasideasdelaspersonasinvolucradasconsulaborylesdauna retroalimentación puntual y asertiva.

• Demuestrahabilidadesdecomprensiónlectoradedocumentossobrete-máticas relacionadas con sistemas embebidos y con su labor profesional en general.

• Redactadocumentosdeformaclara,evidenciandounmanejocorrectodelas propiedades del texto: coherencia, adecuación y cohesión.

• Realizaconcorrecciónmapas,diagramasy/ocuadrospara representarideas gráficamente a fin de posibilitar una mejor comprensión.

• Evidenciaunaltodominiodetodaslasestructurasgramaticaleseninglésy de un amplio vocabulario en temas de cultura general y en particular de sistemas embebidos.

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• Evidencia un alto dominio dehabilidades de comprensión auditiva enidioma inglés en temas de cultura general y en particular, relacionados con sistemas embebidos.

• Seexpresa en idioma inglés con correctapronunciación, entonación yfluidez, para poner en común sus ideas, pensamientos y sentimientos.

• Evidenciaunaltodominiodehabilidadesdecomprensiónlectoraenidio-ma inglés sobre temas de cultura general y en particular, relacionados con sistemas embebidos.

• Escribeconcorrectaortografía,redacciónypuntuacióneninglésconelnivel suficiente para expresar ideas sobre cultura general y en particular sobre sistemas embebidos.

Administrativas

• Guía,instruye,asesorayacompañaalaspersonasbajosuresponsabilidadhacia la consecución de metas laborales.

• Contribuye positivamente al trabajo de las personas con las que interactúa.

• Organizasusactividadesdemaneratalquededicamenostiempoaactivi-dades urgentes que a las importantes.

• Colaboraconsuscompañerosdetrabajoenlaconsecucióndelosresulta-dos del área a la que está adscrito(a).

• Contribuyealaconformacióndeunambientedecooperación,cordiali-dad y corresponsabilidad en su área de trabajo.

• Utilizademaneraeficienteyeficazlosrecursosquelesonasignados.

• Gestionaredesdeapoyoafindecolaborarconcompañerosy/ocolegas,asesorarse sobre temas propios de su labor y asesorar a otros en áreas en las que es experto(a).

Personales y cognitivas

• Cumplepuntualmenteconloquesecomprometey/oconlasfuncionespropias de su labor profesional.

• Demuestrahabilidadesmetacognitivasparaubicarsusestilosdeaprendi-zaje y tener consciencia de lo que sabe y lo que no.

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• Reconoceycorrigeerroresuomisionescuandoasíprocede.

• Gestionalaayudayelapoyonecesariosparalarealizacióndeactividadesque exceden su capacidad.

• Gestionasupropioaprendizajesobrelostemasnecesariosparalarealiza-ción óptima de su quehacer profesional.

• Aplicadestrezascognitivasdepensamientocríticocomoanálisis,interpre-tación, explicación, inferencia, evaluación y autoregulación para validar información y su confiabilidad.

• Evidencia pensamiento crítico, humildad intelectual, valentía, empatía,integridad, perseverancia, confianza en la razón y sentido de la justicia en la formulación de juicios en su entorno profesional.

• Demuestracapacidadesparaconcientizary lidiarconsentimientospro-pios y ajenos de forma respetuosa y cordial, aún en condiciones de pre-sión y/o tensión dentro de un ambiente laboral.

• Demuestra habilidades de pensamiento creativo, es decir, de desestruc-turar la realidad, imaginarla desde una nueva perspectiva y en seguida reestructurarla en beneficio de procesos relacionados con sistemas em-bebidos.

Estas competencias se derivan de los campos disciplinares de los sistemas em-bebidos. Además, es necesario definir las competencias que dependen de las condiciones particulares de aplicación en un contexto determinado para cubrir determinadas funciones, a partir de la orientación del programa formativo.

Para la formación y definición de las competencias, es necesario tener en cuenta que deben ser revisadas periódicamente para replantearlas, en función de los acelerados cambios que determinen las nuevas tendencias tecnológicas y las condiciones de la industria. Aunque, por otro lado, las competencias relativas a habilidades personales e interpersonales, administrativas, personales y cogni-tivas difícilmente cambiarán pues su formación implica justamente la capacidad de adaptarse a las características de una época de cambios como la actual.

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Capítulo 7. Visión prospectiva de los sistemas embebidos

Juan Carlos Téllez Mosqueda

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7.1. El futurismo como predicción o mecanismo de guía para construir el futuro

Normalmente sucede que las predicciones no se concretan, aun cuando parecie-ra que existen todos los elementos disponibles para lograrlo. No es tanto porque los cambios tecnológicos sean acelerados para prever algún patrón de modifica-ciones, sino por la propia incertidumbre que implican los temas complejos sobre el futuro. Por ejemplo, en 2008 Ray Hammond señaló que a partir de la creación de un tejido cardiaco con células madre, se podría pensar en la sustitución de corazones completos en los siguientes 5 años. (Hammon, 2008)1 Situación que aún no sucede en 2013.

¿La falla de los pronósticos invalida los análisis cualitativos de prospectiva tecnológica? La respuesta es no. Más bien ayuda a la construcción de tendencias, que necesariamente se deben revisar, como cualquier instrumento de planea-ción que se jacte de ser útil.

Existe un concepto que ha concentrado buena parte de los esfuerzos y discu-siones en la construcción de máquinas electrónicas desde hace más de 60 años: la posibilidad de crear Inteligencia Artificial (IA). Mientras continúan los avan-ces tecnológicos y científicos producto de las grandes convergencias, los futuris-tas motivan la realización de posibles desarrollos creativos, y al mismo tiempo van ajustando sus predicciones cuando no se logran alcanzar o simplemente se superan.

Alan Turing describió en 1936, como se ha dicho, en su artículo “On Compu-table Numbers”, los fundamentos teóricos de una computadora. Posteriormente publicó en 1950 Computing Machinery and Intelligence, en donde explicó cuál sería el momento en que la inteligencia de la computadora sería equivalente a la del ser humano: cuando se pueda hablar con una máquina sin distinguir que habla con ella. En este momento, la máquina ha superado la prueba de Turing (Tu-ring, A.M, 1950)2.

Sin embargo, detrás de la IA, de los “cerebros electrónicos”, de los sistemas embebidos, persiste una visión antropomórfica. Se buscó construir un robot a

1 Hammon, Ray (2008) El mundo en 2030, http://www.rayhammond.com/El%20Mundo%20en%202030.pdf

2 http://www.abelard.org/turing/tur-hi.php, http://www.cs.virginia.edu/~robins/Turing_Paper_1936.pdf, y Turing, A.M. (1950). Computing machinery and intelligence. Mind, 59, 433-460. Tomado de: http://www.loebner.net/Prizef/TuringArticle.html

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imagen y semejanza del ser humano. Marvin Minsky, creador de la IA, ha seña-lado que: La inteligencia artificial padece de muerte cerebral desde la década de 1970. Su concepto se ha basado en el desarrollo del razonamiento del sentido común, para que las computadoras tengan la capacidad de captar conceptos cotidianos que los seres humanos dan por sentado: el fuego quema, el agua moja. Su crítica está concentrada en que los “sistemas embebidos” tratan de emular la experien-cia humana en áreas temáticas estrictamente definidas y que se concentraron demasiados esfuerzos para construir estúpidos robots, en lugar de desarrollar una máquina pensante totalmente autónoma. Esos sistemas debieron haber acu-mulado conocimientos basados en el sentido común.3

Más allá del problema técnico y científico, y/o filosófico, ético y existencial; las preguntas que se sugieren plantear en torno al desarrollo tecnológico de los equipos electrónicos son: ¿por qué el ser humano ha estado buscando dotar de inteligencia a las máquinas?, ¿realmente queremos que piensen o que ayuden a pensar al ser humano? Tal vez lo que se requiere es lograr aumentar la capacidad de captar información de manera natural sin grandes esfuerzos y aparejadamen-te una mayor capacidad de procesamiento para facilitar el trabajo humano en el proceso de toma de decisiones. Sin duda no es posible predecir con certeza el porvenir, pero a partir del pasado y del análisis de las situaciones actuales es más fácil identificar las tendencias futuras tecnológicas y por supuesto sus consecuen-cias para la humanidad.

7.2. Revisando algunos futuristas y observatorios tecnológicos

Los diferentes ejercicios que realizan los futurólogos modernos, analistas visio-narios o analistas prospectivos, se concentran en identificar los factores clave que tendrán una gran influencia en el proceso de cambio, pero con un gran conocimiento del estado de la técnica de diferentes tecnologías. Algunas visiones han sido pesimistas o apologistas, y otras pueden ser por oposición consideradas como positivas o románticas. Los realistas estarán situados al centro, pensando que esto es bueno siempre, pero sus análisis no necesariamente conllevan a la innovación disruptiva, que de vez en cuando, ha sucedido en la historia de la hu-manidad. El desarrollo tecnológico seguirá siendo acelerado como lo fue en el si-glo XX, su velocidad estará en aumento por dos factores: por la simple extensión del cambio y por la rapidez de los flujos de información (Hammon, 2008)4.

3 Baard, Mark (2013), AI Founder Blasts Modern Research Tomado de: http://www.wired.com/scien-ce/discoveries/news/2003/05/58714?currentPage=all

4 Hammon, Ray (2008) El mundo en 2030, http://www.rayhammond.com/El%20Mundo%20en%202030.pdf

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El alcanzar el hito de la IA, también llamada actualmente por Ray Kurzweil “singularidad”, significará que el desarrollo tecnológico podrá superar a la in-teligencia humana y con ello el cambio de la forma de pensar e imaginar. Las capacidades humanas serán rebasadas, una vez alcanzado el hito, de manera muy acelerada siguiendo el principio de la ley de Moore. Por esta situación, Ray Ha-mmon pronostica una aceleración exponencial del desarrollo tecnológico, y la posibilidad para resolver otros problemas que afectan a la humanidad (ener-gía limpia, control del clima, agua potable, etc.) (Hammon, 2008).

Es frecuente citar la ley de Moore para describir la velocidad de cambio de los microprocesadores, pero su visión se refería al costo de los componentes y de su conformación en un circuito integrado con la posibilidad de ajustar mu-chos en un wafer, que es una parte del semiconductor. Aunque su predicción ha sido muy acertada y considerada como un estándar en la industria informática, se ha generalizado para describir la velocidad del cambio tecnológico.

La complejidad de los componentes de bajo costo se ha multiplicado por un factor de alrededor de dos por año. Este ritmo seguirá creciendo, sin duda, a corto plazo, e incluso aumentará. A largo plazo, el ritmo del crecimiento será más incierto aunque nada impide pensar que continuará así, al menos durante una década. Significa que en 1975, el número de componentes de bajo costo en un circuito integrado será alrededor de 65,000. Un circuito tan grande puede ajustarse sobre un solo wafer.5

Sin llegar a un materialismo histórico o determinismo tecnológico, la evolu-ción científica y sus aplicaciones, están siendo responsables del cambio de pará-metros de la condición humana. La invención y uso de tecnologías sofisticadas explican una buena parte de la riqueza de los países desarrollados. Estas capaci-dades se convierten en elementos de la civilización en cada momento.6

Lo que hizo posible el Renacimiento con la invención de la imprenta fue el propiciar flujos de información más rápidos. Aunque al principio, por la propia logística de la producción de los libros fue lenta respecto a la actualidad, fue más ágil respecto al pasado. Incluso después del auge de la Ilustración, la aceleración continuó, pero tardó más de cien años en tomar una forma más o menos a lo que podemos concebir actualmente, ya que el proceso de alfabetización tam-bién fue lento (Darnton, 2010)7.

5 Moore, Gordon. Electronics Magasine, April 1965, citado por Hammon, p. 62.6 Nick Bostrom, citado por Hammon, pp. 49, 50 y 55.7 Darnton, Robert (2010). Las razones de los libros, Futuro, presente y pasado, España, Trama

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La polarización social no será tanto entre lo urbano y lo rural, como lo prevé Eckard Foltin, sino entre la élite tecnológica y los desposeídos de capacidades téc-nicas.8 La preocupación de Hammon y Allison Druin es que las evoluciones tec-nológicas registradas desde el siglo XIX, y más aceleradas desde la era victoriana, en especial con la electricidad, han generado incluso problemas para describir las nuevas capacidades tecnológicas con conceptos y palabras adecuados. Más allá de la dificultad de denominación o de la pobreza del lenguaje, se encuentra el problema de adaptación social a las nuevas tecnologías.

Las diferentes formas del desarrollo tecnológico que se han estado sucedien-do con el tiempo, ayudan a pensar que los principales riesgos y problemas ac-tuales pueden ser resueltos y paliados con las nuevas tecnologías, bajo contextos sociales particulares con enfoque humano. Hammon sugiere que no hay que estudiar per se a las tecnologías. Pero es necesaria además una visión transdis-ciplinaria de ciencias duras y sociales, concentrar esfuerzos en el desarrollo de conocimientos de frontera y propiciar que el tiempo de aplicación sea menor, y por ende el proceso de apropiamiento para su utilización más a tono con los tiempos, con los cambios acelerados. Por ello, el desarrollo de aprendizajes a lo largo de la vida es fundamental para estar atentos a los tsunamis de información veloces y violentos para enfrentar con mejores capacidades de procesamiento. Según Hammon, casi todos los desarrollos tecnológicos dependen de la informa-ción, y a su vez, de los componentes plásticos.

Si bien el avance de los microprocesadores ha sido espectacular, gracias a sus múltiples núcleos (core) o motores de proceso, utilizados en forma de racimos o rejilla (por ejemplo en 2007 Intel desarrolló una supercomputadora que puede realizar un billón de operaciones por segundo, teraflop, equivalente a una super-computadora que en 1996 media 700 m2 y consumía mil veces más electricidad); el potencial de las TIC ha crecido también por la arquitectura de las redes de computadoras configuradas de manera local o global, ya sea interconectadas de manera alámbrica o inalámbrica (Hammon)

Una de las dificultades que se visualizaban en 2007 en la fabricación de los procesadores era la dispersión del calor, las barreras de la velocidad de la luz y el uso de los materiales utilizados, situación que podrá frenar la velocidad. Pero las barreras naturales de las leyes de la física de materiales hacen pensar la nece-sidad de cambiar el silicio, cuando alcance sus límites por ahí de 2020, por otros

8 Citado por Hammon, p. 54.

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nuevos como el graphene, que es un tipo de carbono bidimensional con caracte-rísticas de buen conductor eléctrico y resistencias mínimas (Hammon).

A principios de la década de los ochenta ya se hablaba de posibilidad de desa-rrollar un “biochip” con moléculas orgánicas, que no trabajarán con electricidad y semiconductores (Gergly, 1983). Durante esa época un estudiante escribió su tesis de doctorado, con la cual abrió el campo científico de la nanotecnología: Eric Drexler, Nanosystem Molecular Machinery Manufacturing and Computation. Cabe aclarar que desde 1959, el físico Richard Feynman preveía el éxito de tra-bajar en esta escala (Hammon).

Ahora se prevé en 2008, que con esta tecnología se podrá, utilizando la escala atómica, construir casi todo, incluyendo alimentos, nano robots médicos para el cuerpo humano, mejores electrodomésticos, mejores almacenes de informa-ción, comunicaciones, manufactura e incluso armamentos. Como sugiere Kur-zweil, hay que prepararse para el desarrollo de la nanotecnología molecular, y no sólo trabajar en la nanotecnología estructural (Hammon).

La conectividad será el tejido nervioso donde se podrá utilizar cualquier ins-talación alámbrica, eléctrica, wifi, satelital o wimax. Según la ley de Nielsen, la conectividad aumenta un 50% por año (Hammon).

La previsión tecnológica de Kurzweil que realiza en 2005 respecto al poten-cial de la red es muy clara:

En 2030, un ordenador de un valor de mil dólares tendrá unas mil veces más potencia que el cerebro humano. Recuérdese también que los aparatos no se parecerán a los discretos objetos de hoy. Habrá una red informática integrada en nuestro medio ambiente, en nuestro cuerpo y en nuestro cerebro (Kurzweil, Ray, 2005)9.

En ese momento se contará con una superweb inalámbrica fusionada o web de las cosas que utilice la semántica y los identificadores o etiquetas de radio fre-cuencia (RFID tag) para generar la gran conexión electrónica, cuyos dispositivos funcionarán con pilas autorecargables, con el almacenamiento distribuido para evitar pérdidas de datos y visualización de grandes conglomerados de informa-ción, y desarrollo automático de bases de datos no estructuradas con consultas a la medida (query). Hoy en día Google permite acumular las búsquedas históricas 9 Kurzweil, Ray (2005) The InstaPundit Interview tomado de: http://instapundit.com/archives/025289.

php, y Hammon, p. 70.

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de las personas y gran parte de la información que se está generando en sus bases de datos, aunque siempre es importante recordar su inestabilidad (Tellez, 2012).

La inteligencia transitará de captar información masiva de todo lo que pue-da servir al ser humano para monitorear, gestionar mantenimientos y realizar reparaciones de los diferentes activos y dispositivos periféricos autónomos que se encuentren embebidos a los mismos, que generarán grandes bases de datos no estructuradas en centros de datos que puedan consultarse remotamente. Los pa-trones de comportamiento de los individuos, y poco a poco de los fenómenos me-teorológicos en tiempo real, así como el registro histórico de datos disponibles, para pronosticar el clima.

Estos últimos aspectos van más en línea con la idea de Minsky de no crear otro ser humano. “Lo interesante sería llegar a fabricar una máquina que supiera hacer cosas que nosotros no podemos”10.

Algunos físicos prevén que será posible iniciar la computación cuántica en unos 20 años, aunque sugieren que aún está lejos tener disponible la tecnología correspondiente. ¿Los sistemas embebidos serán desplazados por la computa-ción cuántica? Las propiedades de los sistemas cuánticos hacen difícil pensar que esto suceda en el mediano plazo.11 En todo caso se prevé que serán inicial-mente utilizados como instrumento de apoyo, posteriormente podrán coexistir, y hasta que se tenga suficiente avance y dominio del manejo de la información cuántica podrán ser desplazados.

7.3. Posibles tendencias tecnológicas en sistemas embebidos

En general, el tipo de problema que se quiere solucionar genera las preguntas que se intentan resolver. ¿Para qué sirve tener más información en tiempo real con sistemas dedicados e independientes al ser humano para su operación o fun-cionamiento? ¿Para qué queremos máquinas con sistemas autónomos? Hoy en día ya existen sistemas con programación compleja con reglas predeterminadas ante diferentes escenarios. La máquina no piensa, es el código elaborado por el

10 http://discovermagazine.com/2007/jan/interview-minsky#.UVogOL_HNEIMinsky , para mayor detalle ver su libro The Emotion Machine

11 Una propiedad esencial de los sistemas cuánticos es que, como resultado de una medición, el estado inicial del sistema se destruye, y el sistema pasa a un nuevo estado. Esto implica la imposi-bilidad de predecir con certeza el comportamiento de un sistema cuántico.

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programador el que predetermina los comportamientos o la desviación de los mismos bajo un determinado perfil de información histórica que se contrasta.

O acaso se está buscando lograr un control óptimo de grandes eficiencias, que permita mejorar las capacidades de supervisión para construir fácilmente los equilibrios o identificar los desequilibrios de manera dinámica. Muchos son los balances que se requieren tener en una vida acelerada y compleja: energéti-cos, producción, trabajo, logísticos, alimentación para la subsistencia, elimina-ción del hambre, menores costos de transacción, mejorar la seguridad; evitar esfuerzos de controles innecesarios. Es simplemente la mayor comodidad que permita reducir el trabajo para hacer las cosas más sencillas o canalizar menos esfuerzo donde no se requiere.

Cabe aclarar que detrás de un mayor control, siempre existe la tentación o esperanza humana de reducir la incertidumbre y dominar la naturaleza, inclu-so la libertad. Tal vez la apuesta natural y más atractiva era el desarrollo de inte-ligencia para construir una sociedad más creativa, espiritual y libre, que reduzca tantos males existentes.

Las posibilidades de avances tecnológicos a partir del desarrollo de sistemas embebidos serán múltiples, variados y prácticamente con una gran cobertura. Los dispositivos móviles, aunque hoy son vistos como el parteaguas de transforma-ción por su gran ventaja tecnológica de comunicarse, comodidad y características lúdicas, por la gran mercadotecnia en torno a ellos, no serán los que dominen en el futuro. Serán una herramienta más. Se prevé que personas, equipos, má-quinas, transportes, alimentos, en sí todo el mundo, todos estén conectados en todas partes en todo momento.

Una de las claves estará en la creación de nano procesadores a partir de mo-delos asistidos por computadora (CAD) que permitan diseñar los canales de los flujos conductores en un sustrato que pueda rellenarse para fabricarlos con me-didas de 15 nanómetros. La construcción será en nano escala, pero se tendrá la posibilidad de hacerla flexible de acuerdo con el prototipo funcional diseñado, a fin de desplegar diferentes escalas de producción para abatir costos.

Con el desarrollo de nano procesadores, también se requeriría contar con sensores con energía autónoma y el diseño de unidades de control electrónica, equivalentes a los ECU (Unidad de control electrónico) que se utilizan hoy en día en la industria automotriz. No todo será miniatura, se requerirá de grandes procesos de adaptación a los bienes existentes bajo un proceso de sustitución

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gradual de acuerdo al ciclo de vida de cada activo existente, hasta tener la capa-cidad de desarrollar la interfase natural hombre-máquina.

Esta misma solución puede ser aplicada para la micro medición del consumo de energía, agua y salud. El desarrollo de nano sensores inalámbricos, junto con nano procesadores, podrán enviar señales vitales de las personas para monito-rear su salud. Gracias a la codificación del mapa maestro del genoma humano es posible secuenciar con las tecnologías de la información, los genomas de cada paciente para que sus tratamientos médicos puedan ser más precisos. Es fácil prever que se podrá vivir con mayor salud más tiempo (James Canton, y Ha-mmon, p. 44). Y cuando se tenga también completado el mapa neuronal del cerebro humano con neurotecnología, con la iniciativa propuesta por Estados Unidos en 2013, será posible entre otros aspectos facilitar los procesos de me-morización y aprendizaje, incluso determinar estados de ánimo para conocer las múltiples personalidades y comportamientos. Este proyecto ha sido denominado BRAIN, por sus siglas en inglés Brain Research through Advancing Innovative, y esta siendo desarrollado por tres organizaciones estadounidenses: National Institute of Health (NIH), Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) y National Sciencie Foundation (NSF).

Otra clave se encontrará en la implantación de sensores adheridos a las má-quinas, dispositivos, equipos, transportes, obras de infraestructura, edificios, vi-viendas, animales, personas, etc., que trasmitirán de manera permanente datos sin la intervención del ser humano. El “Internet omnisciente” se podrá comuni-car de acuerdo con los protocolos de comunicación y seguridad que se requieran, las redes podrán reconfigurarse de manera automática para evitar saturación o remplazos por segmentos, sin dejar de funcionar y ganar más potencia. Una malla de sensores que enlaza todo y que identifica las diferentes etiquetas que proporcionan datos y generan nueva información para alimentar los sistemas transaccionales de manera automática.

En esta gran mega tendencia de convergencia tecnológica, la existencia de los componentes de los nuevos productos estará en función de su capaci-dad de adaptación para seguir formando parte de este conglomerado. Existen algunas partes comunes que puedan perdurar en la nueva tecnología comodín dominante, pero siempre existen saltos disruptivos y cuánticos que pueden susti-tuir una parte o toda la tecnología, por otra más eficiente. Eso nos diría Darwin respecto a la sobre vivencia de las especies y de los componentes electrónicos. ¿Serán acaso un nuevo comodity?

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¿Se requieren especialistas de sistemas embebidos para los nuevos nanocom-ponentes electrónicos de sensores, dispositivos, computadoras, nano robot, con-troles, infraestructura de comunicaciones? La respuesta es sí. Alguien tiene que definir las diferentes arquitecturas de diseño para la producción a la medida o gran escala, aunque sea asistido por la computadora, como hoy en día sucede. Con niveles de complejidad diferentes, que puedan definir procesos de susti-tución gradual de acervos sin detener la continuidad, arquitectos, diseñadores, desarrolladores, monitores, reparadores a distancia y en última instancia repara-dores manuales. También serán necesarios consultores que asistan a otros exper-tos tecnológicos, por sus capacidades traductoras para vivir en el nuevo mundo con configuraciones dinámicas.

¿Se puede tener alguna certidumbre sobre las tendencias descritas? La búsque-da de la certidumbre sobre el futuro cada vez está más lejos en un mundo incierto. Es más conveniente pensar en términos de posibilidad que permita administrar la incertidumbre para construir una visión de futuro. Incluso las certezas en el pasado están basadas en la reconstrucción o representación de los hechos que son interpretados. La memoria personal y colectiva resulta ser selectiva y no com-prensiva. La importancia de la cuántica es que refuerza la incertidumbre y nos ayuda a reducir los dogmatismos y a librarnos de los determinismos. Sin duda, la realidad es incierta y compleja.

Pero es paradójico que nos encontramos con una visión similar de cómo podrían funcionar los sistemas embebidos, como una gran red de sensores de captación de información, y la que nos sugieren algunos físicos cuánticos: La información cuántica quizás sea el hilo conductor del que derivan todas las reglas del uni-verso. Tal vez estamos copiando un poco inconscientemente los modelos que se utilizan en la naturaleza, en especial la computación cuántica biológica que funciona de manera natural entre las especies, que en muchos casos son más eficientes de lo que puede hacer el propio ser humano, o incluso simular12.

Para ellos, el concepto esencial de la realidad es la información, y no la ma-teria ni la energía. La centralidad de la información de todos los fenómenos 12 Entrevista a Vlatko Vedral en Redes 94: La incertidumbre del universo cuántico, véase en http://

www.rtve.es/m/alacarta/videos/redes/redes-incertidumbre-del-universo-cuantico/1094700/?media=tve.

Cada bit en la actualidad se guarda en granitos magnéticos de los discos duros. Cada granito tiene 100,000 millones de átomos. El desafío es utilizar cada vez menor número de átomos para guardar más información. Aquí estaríamos tratando con sistemas cuánticos que, como se men-ciona con anterioridad, su comportamiento es radicalmente distinto a los sistemas clásicos.

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naturales y sociales constata esta situación. No es fortuito que se pretenda desa-rrollar unidades centrales inteligentes que integren diferentes marcas en los de centro de comando de las centrales telefónicas móviles, que puedan captar el procesamiento de información masiva para monitorear su funcionamiento ante tantas fallas.

La preocupación sobre la necesidad de desarrollar especialistas en sistemas embebidos no es privativa del país. También existe en otros países que no son tecnológicamente maduros, pero que gracias a su interacción con la comunidad internacional, existe una clara conciencia sobre los mismos. La posibilidad de participar en la futura sociedad de la información y conocimiento, se encuentra en desarrollar especialistas en el proceso de desarrollo de sistemas embebidos.

Con el objetivo de desarrollar una visión de futuro de los sistemas embebidos, el Observatorio de Prospectiva Tecnológica de España llevó a cabo un panel de expertos que identificó tanto las principales tendencias como las distintas posibi-lidades de áreas de aplicación.

Los expertos agruparon las principales tendencias en tres áreas de carácter transversal, a partir de una síntesis documental de información: el diseño de ar-quitectura y referencias estándar; la conectividad y capa intermedia (middleware) entre los servicios de red y las aplicaciones; y los métodos, herramientas y proce-sos para el diseño de sistemas (…).

Al mismo tiempo se realizó una encuesta a personas preseleccionadas por los expertos con diferentes conocimientos técnicos para determinar los principales temas con base en cuatro criterios: Índice del grado de importancia, Índice de grado de aplicación, temporalidad de aplicación y posición de España. Se iden-tificaron ochos grandes áreas de aplicación, y en cada una de ellas se precisaron las principales temáticas en proceso y por desarrollar (…): medios de transporte (general, aeroespacial, ferroviario, automoción); energía; salud; automatización industrial; infraestructura pública y servicios; bienes de consumo; medioambien-te; fuerzas de seguridad (Téllez, 2012).

7.4. Algunas consecuencias y mecanismo de compensación

Si algo trae la eficiencia tecnológica es la reducción de los costos de producción. Por ende, el costo de la manutención humana y consumo energético de las per-sonas y máquinas deberá ser menor.

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No se justificará el trabajo rutinario desarrollado por seres humanos, si la tec-nología puede hacerlo más económico. Existirán procesos que no podrán auto-matizarse al 100%, no tanto por la incapacidad tecnológica, sino porque puede ser incosteable construir plantas de producción sin intervención humana.

¿Cuáles serán los tipos de trabajo en el futuro? (no calificado, calificado, técnico, complejo, productivo, supervisión, directivo, político). ¿Qué podrán intercambiar las personas en el mundo de respuestas automáticas y máquinas autónomas al ser humano?

En qué se requerirá formar a los nuevos seres humanos que vivirán más años. Los menos aptos técnicamente o intelectualmente deberán dedicarse a propor-cionar servicios básicos tradicionales, a la agricultura, poner y pegar tabiques, cuidar mascotas, etc. O acaso existirá alguna moda de trabajo humano 100% orgánico. Cabe aclarar que la mayor salud y extensión de vida, traen aparejados nuevos requerimientos, ampliación de los fondos de retiro, y una mayor acumu-lación de ahorro.

¿Cuál será la función objetivo?: la felicidad; mayor longevidad y salud; ma-yores satisfacciones; ingerir más alimentos, como ha venido sucediendo en las últimas décadas; mejor calidad de vida; mayor producción; mejores transportes; o simplemente mayor acumulación con mejor distribución. El mayor tiempo dis-ponible por las eficiencias fomentará la creatividad y generará mayor valor agre-gado económico, porque el trabajo humano no será tan necesario si lo pueden generar las máquinas. ¿O acaso se determinarán controles óptimos que se deci-dan democráticamente o por un grupo de notables? Saber ¿qué estamos pensan-do? sin necesidad de realizar consultas. ¿Cómo estará dispuesta la organización social y económica? ¿Quién determinará qué será lo mejor? ¿Cómo afectará los procesos de acumulación de capacidades tecnológicas?

Una de las consecuencias que identifica Bill Hibbard respecto al progreso de las máquinas súper inteligentes, es que se ampliarán los conocimientos científi-cos por una parte, pero por otra se creará un abismo de conocimientos entre las personas: “la gente entenderá menos su mundo por su relación íntima con un cerebro más allá de su poder de compresión” (Hammon).

Los críticos de la nanotecnología sugieren que se exacerbaran los problemas de pobreza, porque se acentuaría la mala distribución económica que generaría el control tecnológico y las limitadas posibilidades de acceso, que implica una nueva correlación política. Se generaría una mayor macro división social producto de

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los nanodesarrollos. El problema no terminaría con la posibilidad de las na-noarmas y el claro control de las libertades, también existiría el riesgo latente de que las nano moléculas puedan escapar y reproducirse al medio ambiente (Hammon).

La preocupación sobre la inteligencia fuera del ser humano es latente y no es nueva. No se prevé que las máquinas puedan resolver la complejidad y to-dos los problemas. Pero se encontrarán nuevas formas para resolver viejos problemas humanos, y nuevas y mejores herramientas para los nuevos retos y consecuencias que genere el cambio acelerado; se encuentra en la naturaleza humana enfrentar problemas y crear soluciones.

Una de las prioridades seguirá siendo cómo adquirir conocimientos abun-dantes y experiencia de manera más rápida. ¿Qué pasará con los procesos de formación y aprendizaje tradicionales? ¿Cómo reproducir un estado de la técni-ca desde cero o un estado de bienestar de aquellas sociedades con desventajas estructurales? Las implicaciones culturales para socializar su utilización serán fundamentales y los costos iniciales de acceso a la tecnología serán en prin-cipio elevados, pero como ha sucedido en el pasado, bajaran de precio. Los procesos de convergencia social y económica serán similares a los tecnológicos. En pocas palabras, se requerirá de la formación de personas en sistemas embe-bidos para poder enfrentar de mejor manera el gran proceso de convergencia tecnológica y su cambio acelerado. Si no logramos integrar a más segmentos de la población, muchas personas tendrán que resignarse a vivir fuera del gran sistema.

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III.

Requerimientos del mercado laboral

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Capítulo 8.

Empleadores y demandantes de especialistas en siste-mas embebidos

Patricia Avila Muñoz y José Francisco Rodríguez Arellano

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Obtener información para elaborar un programa de formación, es fundamental, por ello es necesario realizar diversos estudios que permitan tener insumos que orienten cualquier propuesta pedagógica. Es por ello que se hizo necesario cono-cer a los potenciales empleadores de los especialistas en sistemas embebidos que se pretende formar, como parte de la estrategia del diagnóstico de necesidades, elemento que permite la estructuración y desarrollo de propuestas educativas.

El instrumento seleccionado para la recolección de la información fue el cuestionario por ser un instrumento de investigación cuantitativo, el cual fue elaborado por un grupo de expertos en sistemas embebidos y en diseño curri-cular de INFOTEC; se validó mediante una aplicación piloto y una vez hechos los ajustes se procedió a visitar las empresas identificadas como empleadoras de per-sonal especializado en sistemas embebidos en Jalisco, con el propósito de contar con información suficiente para conformar propuestas de profesionalización de recursos humanos competentes en el tema (ver anexo C).

Los destinatarios de este instrumento fueron las empresas líderes en el desa-rrollo de sistemas embebidos a través de representantes, que en la mayoría de los casos pertenecían a las diversas áreas de diseño y producción.

Los cuestionarios fueron aplicados a un total de 12 empresas en tres momen-tos, durante 2012 en los meses de octubre y noviembre, en enero de 2013 se hicieron las últimas visitas. Respondieron la encuesta directivos, dueños de las empresas y personal considerado como clave por ser los responsables del diseño o desarrollo de sistemas embebidos.

La estructura del cuestionario aplicado contenía las siguientes dimensiones:

I. Identificación y ubicación de la empresa

II. Oferta y demanda de especialistas en sistemas embebidos

III. Áreas de aplicación de los sistemas embebidos

IV. Participación en la formación de especialistas en sistemas embebidos

8.1. Identificación de las empresas

Las empresas visitadas forman parte de la Cámara Nacional de la Industria Electró-nica de Telecomunicaciones y Tecnologías de la Información (CANIETI), estas son:

- A2E Technologies. Desing applications to electronics (A2E)

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- Idear Electrónica, SA de CV (Sistema BEA)

- Dawcons Enterprise Sofware Solutions (Dawcons)

- Freescale Semiconductor México (Freescale)

- Intel Tecnología de México, SA de CV (Intel)

- Interlatin (Interlatin)

- Kire Informática, SA de CV (Kire)

- ORACLE de México, S.A. de C.V. (ORACLE)

- Soluciones Tecnológicas (ST)

- Technotrend, SA de CV (Technotrend)

- Continental Automotive Guadalajara México, SA de CV (Continental)

- Pounce Electronics, SA de CV (Pounce)

Se encuentran ubicadas en la zona industrial de Guadalajara, Zapopan, Tlaque-paque y Tlajomulco, como se muestra en la figura 32.

Figura 32. Localización de las empresas

Para efectos del análisis, y toda vez que las políticas de las empresas consultadas así lo marcan, se ha considerado manejar con discreción los resultados obteni-

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dos por cada empresa, por lo que se evitó incluir sus nombres en las gráficas, es por ello que se presentan resultados globales.

8.2. Oferta y demanda de especialistas en sistemas embebidos

Con el propósito de poder dimensionar el tamaño de las empresas, se les preguntó el número total de empleados que tienen laborando para que a partir de ello se pudiera conocer el porcentaje que está dedicado a los sistemas embebidos.

Figura 33. Número de empleados en las empresas consultadas

Puede observarse que una de las empresas sobrepasa con mucho el número de empleados del resto; tres están a la mitad de la primera y el resto son comparati-vamente muy pequeñas. Aquellas que tienen como resultado cero, se debe a que no conocían la cantidad total de empleados.

En la figura 34 puede observarse que la mayoría de las empresas tienen em-pleados que trabajan temas relacionados con software embebido, únicamente tres de las doce tienen especialistas en software y hardware en sistemas embebidos

Número de empleados

Empresa

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Figura 34. Número de empleados especializados en sistemas embebidos en las empresas consultadas

Una de las empresas entrevistadas no tiene especialistas porque no realiza desarrollos que requieran sistemas embebidos.

De acuerdo con la información proporcionada por los responsables del llenado de cuestionarios, todos tienen personal egresado de las diversas instituciones del Estado de Jalisco, mencionaron que por lo general la Universidad de la que provienen no es relevante porque básicamente lo que buscan es que tengan conocimientos y habilidades denominadas por todos ellos como “talento” por lo que contratan personal de todo el país, si además cuentan con experiencia mucho mejor. La figura 35 es de respuesta múltiple en razón de que algunas de las empresas contratan personal de diversos lugares.

Número de empleados

Empresa

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Figura 35. Origen de egreso de los empleados especializados en sistemas embebidos

Tres de ellas tienen personal extranjero el cual básicamente hace labor de ase-soría o de soporte.

Señalaron que su personal estudió en las siguientes Instituciones de Educación Superior: Universidad del Valle de México (UVM), Universidad de Guadalajara (UdeG), Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Occidente (ITESO), Universidad Autónoma de Guadalajara (UAG), Centro de Investigación y de Es-tudios Avanzados (CINVESTAV), Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey (ITESM). Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), Centro de Enseñanza Técnica Industrial (CETI), Universidad de Xalapa (UX), Universi-dad de Colima (UCOL), Universidad Autónoma de Yucatán (UADY), Universidad de Tamaulipas (UAT).

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Figura 36. Instituciones formadoras del personal contratado para SE

Se puede observar que la mayor parte del personal contratado estudió en la Uni-versidad de Guadalajara y en la misma proporción en el ITESO.

Respecto al nivel de formación que tienen los recién egresados de las Univer-sidades, la mitad señalaron que es incompleta porque tienen que capacitarlos en el trabajo; si bien hubo un porcentaje considerable que señalaron que tienen una adecuada formación, hicieron mención que los conocimientos básicos son sólidos y las deficiencias ellos las cubren con la capacitación en el trabajo.

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Figura 37. Formación académica

Se les preguntó acerca de cuáles eran los retos principales a los que se enfren-taban para poder reclutar personal especializado en sistemas embebidos, puede observarse que la falta de dominio del inglés es una de las principales razones. Entre las clasificadas como otras, las mencionadas fueron: Algunos prefieren irse a empresas grandes, es difícil persuadirlos aun cuando tengan mejores salarios que otros; el personal especializado no muestra las aptitudes profesionales re-queridas; no hay suficiente personal especializado en la zona; como se mencionó antes, una de ellas no contrata personal especializado en embebidos por ser un centro de investigación y desarrollo.

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Figura 38. Dificultades para contratar personal

Algunas de las empresas pequeñas señalaron que ellos ofrecen buen ambiente de trabajo y eso les permite no tener mucha rotación de personal, aunque siempre es atractivo para sus empleados pertenecer a empresas grandes.

En razón de que el personal de nuevo ingreso tiene diversos niveles de forma-ción, la inducción y capacitación inicial cobra relevancia, razón por la cual se les preguntó a los entrevistados sobre el tiempo que invierten en la preparación de su personal, las respuestas fueron variadas, dependiendo del tamaño de la em-presa, ya que muchos de ellos en el diseño y elaboración de sistemas embebidos involucran a más de una persona; el personal de nuevo ingreso por lo general trabaja bajo la supervisión de un mentor que le asigna tareas.

En función del tamaño de la empresa el período inicial de capacitación es variable, sin embargo, todos los responsables del llenado del cuestionario, con-sideran a la inducción fundamental para que el personal conozca a la empresa y se vaya especializando en función de las necesidades de la misma.

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Figura 39. Capacitación inicial

Como información complementaria, la mayoría de las empresas visitadas tienen una línea de carrera: entrenamiento o trainee, junior, semi-senior y senior.

Sobre los perfiles académicos, todos se inclinaron por contratar a Ingenieros en Electrónica sobre los de Informática, ya que los primeros tienen conocimien-tos sólidos para poder trabajar en el diseño y desarrollo de sistemas embebidos; las empresas que mencionaron contratar también a informáticos, señalaron que era una condición que supieran programar, e incluso se han encontrado con personas muy capaces.

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Figura 40. Perfiles

Se les preguntó sobre sus mecanismos para el reclutamiento del personal invo-lucrado en el ciclo de vida de los sistemas embebidos, las respuestas se reflejan en la figura 43.

Aunque varía por el tamaño de las empresas, en promedio, el 80% del pro-ducto que desarrollan es de software contra el 20% de hardware. Lo que se reflejada en las contrataciones de cuatro a uno respectivamente.

Figura 41. Formas de reclutamiento

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Destaca que en todos los casos le dan importancia a las recomendaciones del propio personal, cabe señalar que en casi todas las empresas tienen docentes que laboran en las diferentes instituciones educativas y que en ocasiones son quienes recomiendan a sus estudiantes; otra forma de reclutar personal es mediante la recomendación que hacen las propias Universidades a través de sus bolsas de trabajo. Destaca en las mencionadas como otras, la contratación de personas que llegan a las empresas a hacer prácticas y se quedan por demostrar talento, algunas empresas se apoyan en las bolsas de trabajo en línea como Linkedin.

Respecto al mecanismo interno, dependiendo del tamaño de la empresa los cri-terios varían pero en todos los casos se apoyan en el área de recursos humanos para el primer filtro, quienes suelen tener los perfiles requeridos y les hacen un primer examen, los seleccionados realizan también pruebas de conocimiento técnico y luego tienen una entrevista con el gerente o persona con la que van a trabajar. Es importante, como ya se ha mencionado anteriormente, que tengan buen dominio del inglés y que sepan comunicarse y transmitir sus ideas, toman en cuenta su actitud hacia el trabajo y el interés de pertenecer a la empresa. Dependiendo del puesto, los requisitos académicos y la experiencia laboral suelen ser más estrictos y pasan por otra serie de entrevistas con gerentes extranjeros. En las empresas pequeñas no siguen un protocolo muy estricto, comúnmente les plantean pro-blemas y les interesa conocer cómo los resuelven. Tanto en empresas grandes como pequeñas están sometidos a grandes cargas de estrés por lo que evalúan el manejo de sus emociones.

8.3 Áreas de aplicación de los sistemas embebidos

De acuerdo a los resultados del cuestionario, en las empresas entrevistadas, las áreas de aplicación de sistemas embebidos son en su mayoría la automotriz, le sigue la electrónica de consumo y la aeronáutica. En la categoría de otras se men-cionaron alimentos, transporte urbano y cinematografía

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Figura 42. Aplicaciones

8.4. Procesos productivos de las empresas

Uno de los aspectos considerados en las visitas a las industrias de embebidos es lo relacionado con los procesos productivos. La peculiaridad de cada empresa dimensiona los perfiles profesionales requeridos, y por tanto, es otra forma de identificar las necesidades de personal de manera global.

Para efectos del análisis, como en los otros apartados, se tuvo que atender a las políticas de las empresas consultadas, por lo que se ha manejado con discre-ción la identificación, no obstante se reflejan los procesos particulares de las empresas considerando que no retratan los procesos exactos de las empresas ni en extensión (ti-pos de negocios) ni en profundidad (detalle de los procesos explicados o mostrados) porque se elaboraron con base en las respuestas de los especialistas entrevistados, en este sentido destacan los puntos relevantes desde su propia perspectiva.

Otro elemento a considerar es que se eligió la esquematización —en contras-te con la descripción escrita— porque resulta una manera sintética de mostrar las peculiaridades y puntos en común de sus ciclos de vida de los sistemas embe-bidos que producen.

Solo tres industrias realizan el ciclo completo, es decir cuentan con el per-sonal especializado para cada macroproceso y están dotados con la capacidad tecnológica y metodológica para ello.

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El potencial de la mayoría de las empresas entrevistadas se encuentra en el desarrollo de software y hardware teniendo como puntos débiles los extremos del ciclo del proceso de desarrollo de sistemas embebidos, es decir la administra-ción, la producción o manufactura en serie, la especificación de requerimientos e incluso todo lo relacionado con los aspectos no técnicos del producto como son las certificaciones, aplicación de normatividades o las patentes. Solo las em-presas grandes los atienden con personal para ello, a las más pequeñas les gana la urgencia del trabajo diario además de que la cercanía entre los involucrados resuelve los conflictos posibles, y en la mayoría de los casos, el personal acaba involucrado en todos los macroprocesos.

Derivado de esta situación, está el considerar que asociadas a la industria electrónica de los sistemas embebidos se encuentran las diversas industrias que atienden la producción de las partes electrónicas y mecánicas de los diseños.

Uno de los macroprocesos no controlados es la administración del ciclo de vida, lo que refleja poca sistematización y por tanto, las posibilidades de afectar positivamente los costos por la optimización del proceso en curso es escasa. Las empresas dependen del expertis de los especialistas y no de los sistemas implan-tados, lo que las hace muy sensibles a cualquier cambio o baja de personal.

Es interesante ver como las empresas establecen los requerimientos basados en sus propias definiciones, más que en el peso de las necesidades planteadas. De igual manera, la documentación de este paso es un factor clave que los entrevis-tados marcan como un punto a considerar en el futuro.

Una tarea común en todas las empresas es el diseño de los productos.

Las metodologías de diseño realmente suelen ser propias pero no sistematiza-das, salvo en las empresas grandes, que se basan en metodologías de administración y diseño ya establecidas.

En cuanto a las arquitecturas, hay una tendencia a predefinirlas de acuerdo con las tecnologías y metodologías ya empleadas y también, como resultado de que sus productos tienen usos ya delimitados.

Un proceso que tiene como constante derivarlo a una atención externa es la definición de los estándares de software, y en un peso un poco menor, los micro-controladores también salen fuera de los procesos internos.

La meta, casi en todos los casos es la producción de sistemas embebidos, por

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lo que con procesos de prototipado y producción internos o externos, se llega a la elaboración de los productos para el usuario final.

La especialización de cada industria, vista como conjunto, es diversa y dentro de ello se identificaron las siguientes: creación de PCBs, desarrollo de hardware, desarrollo de software o ambos, y otras que se orientan a resolver un problema de manera integral.

En cuanto a los usos, podemos identificar las empresas que son orientadas, por ejemplo a la industria automotriz, médica, aeronáutica, entretenimiento o transporte, en tanto hay otras que rompen esa especialización porque pasan de un uso a otro de una manera flexible.

No hay indicios de esfuerzos relacionados con el fortalecimiento de sus pro-cesos, aunque sí tienen una vocación de fortalecimiento de su personal.

El mosaico de orientaciones en cuanto a las cadenas de valor en el Ciclo del proceso de desarrollo de sistemas embebidos, nos hace ver que la industria en este campo no es uniforme y está en proceso de consolidación.

Figura 43. Cadena de valor de empresa

Proceso externo a la empresa

ADM. DELCICLO DE VIDA

ESPECIFICACIÓNDE

REQUERIMIENTOSARQUITECTURA DISEÑO

DISEÑOHW FPGAS

PROPTOTIPODE

HARDWARE

ESTÁNDARESDE

HARDWARE

ESTÁNDARESDEL

SOFTWARE

SW DEAPLICACIÓN

PROTOTIPODEL SISTEMAEMBEBIDO

PRODUCTO DELSISTEMA

EMBEBIDO

Generan elproducto

PRODUCCIÓN

Cadena de valor de Empresa 1

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Figura 44. Cadena de valor de empresa 2


No sistematizado A partir de sus propiosplanteamientos


Realizan diseño de sistemas embebidos, basados en microcontroladoresy son especialistas en el manejo de estándares de hardware. Cuentancon una metodología propia no sistematizada para el diseño delhardware, la producción de sus sistemas es interna, son una Pyme yestán orientados a la Industria del transporte.

ADM. DELCICLO DE

VIDA

ESPECIFICACIÓNDE


DISEÑOHW

MICROCON-TROLADORES

PROPTOTIPODE

HARDWARE

ESTÁNDARESDEL HARDWARE

ESTÁNDARES DELSOFTWARE

SW DEAPLICACIÓN


PRODUCTO DELSISTEMA

EMBEBIDO

Generan elproducto

Idea opeticion del

cliente de unproducto

PRODUCCIÓN


No sistematizado A partir de sus propiosplanteamientos

Aprovechan arquitecturasdefinidas

Son especialistas en el diseño y creación de software, norealizan hardware. Cuentan con una robusta metodologíaestándar para el desarrollo de sus aplicaciones (tienenCMMI3), son una Pyme y ofrecen soluciones de softwareProceso externo a la empresa

ADM. DELCICLO DE

VIDA

ESPECIFICACIÓNDE


DISEÑOHW FPGAs

PROPTOTIPO DEHARDWARE

ESTÁNDARESDEL

HARDWARE

ESTÁNDARESDEL

SOFTWARE

SW DEAPLICACIÓN


PRODUCTO DELSISTEMA

EMBEBIDO

Generan elproducto

PRODUCCIÓN

Cadena de valor de Empresa 3Idea o

peticion delcliente de un

producto

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ADM. DELCICLO DE

VIDA

ESPECIFICACIÓNDE


DISEÑOHW FPGAs

PROPTOTIPODE

HARDWARE

ESTÁNDARESDEL HARDWARE


SW DEAPLICACIÓN


PRODUCTO DELSISTEMA

EMBEBIDO

Generan elproducto

Idea opeticion del


PRODUCCIÓN


Son especialistas en la producción de circuitosintegrados (CI). Cuentan cpnuna robusta metodología para el diseño del hardware. Los sistemasembebidos basados en sus CI regularmente son realizados por compañíasexternas. Es una compañía trasnacional y está orientada a la industriaautomotriz, médica, de consumo y militar


Son especialistas en la producción de circuitos integrados (CI). cuentan conuna robusta metodología para el diseño del hardware. La producción enserie de sus sistemas embebidos regularmente son realizados porcompañías externas. Esuna compañía trasnacional y está orientada a laindustria automotriz, médica, de consumo y militar

ADM. DELCICLO DE

VIDA

ESPECIFICACIÓNDE


DISEÑOHW FPGAs

PROPTOTIPODE

HARDWARE

ESTÁNDARESDE

HARDWARE


SW DEAPLICACIÓN


PRODUCTO DELSISTEMA

EMBEBIDO

Generan elproducto

Idea opeticion del


PRODUCCIÓN




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A partir de sus propiosplanteamientos

Especialistas en el diseñoy construcción de PCB.

Realizan diseño de sistemas embebidos basados en microcontroladores y sonespecialistas en la creación de PCB (printed circuit board) Cuentan con unametodología propia no sistematizada para el diseño del hardware, laproducción de sus prototipos es interna. Es una MicroPyme y está orientada arealizar PCB y a ofrecer soluciones en harware

ADM. DELCICLO DE

VIDA

ESPECIFICACIÓNDE


DISEÑOHW

MICROCON-TROLADORES

PROPTOTIPODE

HARDWARE

ESTÁNDARESDE

HARDWARE


SW DEAPLICACIÓN


PRODUCTO DELSISTEMA

EMBEBIDO

Generan elproducto

Idea opeticion del


PRODUCCIÓN



A partir de sus propiosplanteamientos

No sistematizado No sistematizado No sistematizado

Realiza diseño de sistemas embebidos basados en microcontroladores.Cuentan con una metodología propia no sistematizada para el diseñodel hardware, la producción de sus prototipos es interna. Es unaMicroPyme y ofrece soluciones a las tortillerías.

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VIDA

ESPECIFICACIÓNDE


DISEÑOHW

MICROCON-TROLADORES

PROPTOTIPODE

HARDWARE

ESTÁNDARESDE

HARDWARE


SW DEAPLICACIÓN


PRODUCTO DELSISTEMA

EMBEBIDO

Generan elproducto

Idea opeticion del


PRODUCCIÓN




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Son especialistas en el diseño y creación de softwareembebido, norealizan hardware. Cuentan con una robustametodología estándar para el desarrollo de sus aplicacnes,son una compañía de clase mundial y ofrecen soluciones desoftware

ADM. DELCICLO DE

VIDA

ESPECIFICACIÓNDE


DISEÑOHW FPGAs

PROPTOTIPODE

HARDWARE

ESTÁNDARESDE

HARDWARE


SW DEAPLICACIÓN


PRODUCTO DELSISTEMA

EMBEBIDO

Generan elproducto

Idea opeticion del


PRODUCCIÓN



Proceso externo a la empresaRealizan sistemas embebidos basados en microcontroladores, sonespecialistas en el siseño y planeación de hardware. Tienen unarobusta metodología estándar para el desarrollo de sus aplicaciones,son una Pyme y están orientados a la industri aeronáutica.

ADM. DELCICLO DE

VIDA

ESPECIFICACIÓNDE


DISEÑOHW

MICROCON-TROLADORES

PROPTOTIPODE

HARDWARE

ESTÁNDARESDE

HARDWARE

ESTÁNDARESDEL

SOFTWARE

SW DEAPLICACIÓN


PRODUCTO DELSISTEMA

EMBEBIDO

Generan elproducto

Idea opeticion del


PRODUCCIÓN


Usan una metodologíaestándar


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No sistematizado Aprovechan arquitecturasdefinidas

Son integradores de soluciones en software,no realizanhardware. Cuentan con una metodología propia nosistematizada para la integración, son una Pyme y estánorientados a la industria de entretenimiento

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VIDA

ESPECIFICACIÓNDE


DISEÑOHW FPGAs

PROPTOTIPODE

HARDWARE

ESTÁNDARESDE

HARDWARE


SW DEAPLICACIÓN


PRODUCTO DELSISTEMA

EMBEBIDO

Generan elproducto

Idea opeticion del


PRODUCCIÓN




Son especialistas en la producción de sistemas embebidos (ECU). Cuentan conuna robusta metodología para el diseño del hardware. Su producción es interna.Es una compañía trasnacional y está orientada a la industria automotriz.

ADM. DELCICLO DE

VIDA

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DISEÑOHW FPGAs

PROPTOTIPODE

HARDWARE

ESTÁNDARESDE

HARDWARE


SW DEAPLICACIÓN


PRODUCTO DELSISTEMA

EMBEBIDO

Generan elproducto

Idea o peticióndel cliente deun producto

PRODUCCIÓN


Figura 53. Cadena de valor de empresa11

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No sistematizado A partir de sus propiosplanteaminetos

Realizan sistemas embebidos basados en microcontroladores. Cuentancon una metodología propia no sistematizada para el diseño delhardware, la producción de sus prototipos es internas. es una Pyme yofrece soluciones de hardware.

ADM. DELCICLO DE VIDA

ESPECIFICACIÓNDE


DISEÑOHW

MICROCON-TROLADORES

PROPTOTIPODE

HARDWARE

ESTÁNDARESDE

HARDWARE

ESTÁNDARESDEL

SOFTWARE

SW DEAPLICACIÓN


PRODUCTO DELSISTEMA

EMBEBIDO

Generan elproducto

Idea o peticióndel cliente deun producto

PRODUCCIÓN



8.5. Formación de especialistas en sistemas embebidos

Con el propósito de identificar el nivel de interés por participar en programas de formación en sistemas embebidos y de conocer si la propuesta educativa en de-sarrollo pudiera ser de su interés, se les preguntó si su personal podría participar en cursos, ya sea de educación continua o en el posgrado, la respuesta en el 90% de los casos fue afirmativa, el único caso que manifestó no estar abiertamente interesada, fue la empresa que no los emplea, diseña o desarrolla.

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Figura 55. Interés en la capacitación

Teniendo presente que es necesario que la propuesta curricular incluya activida-des prácticas y de laboratorio, se les preguntó si estarían en condiciones y con disposición de recibir estudiantes en calidad de becarios en sus instalaciones. La mayoría respondió positivamente, e incluso es una práctica que ya realizan, en los casos en los que no se tuvo respuesta afirmativa se debe a la falta de espacio. Destaca que una de las empresas dona materiales y equipos a las Universidades.

Figuras 56 y 57. Apoyo en la formación de especialistas en SE

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De la misma manera, se les preguntó sobre su posible interés en formar parte del grupo de docentes dentro de los programas de formación de estudiantes en sistemas embebidos, en todos los casos la respuesta fue positiva, el número varía de acuerdo al tamaño de la empresa. Puede observarse un solo caso que indica no saber ya que dependerá del contenido del programa puesto que no se dedican a sistemas embebidos.

Número de personas que podrían participar

Empresas

Figura 58. Interés en participar como docentes

Finalmente, se les preguntó sobre la modalidad educativa por la que se inclinan para la formación y actualización de su personal.

Figura 59. Preferencias respecto a la modalidad de formación

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Llama la atención que la mayoría de las empresas se inclinó por una modalidad mixta, esto básicamente se debe a que si bien consideran importante la capa-citación, la actualización y la formación en sistemas embebidos, tienen fuertes cargas de trabajo y se inclinan porque cualquier tipo de curso se realice fuera del horario.

De acuerdo a las respuestas recibidas, se observa que la modalidad de impar-tición presencial sigue siendo atractiva, aunque están dispuestos a recibir cursos totalmente virtuales, siempre y cuando el contenido se preste para ello.

En el desarrollo de las conversaciones algunas empresas hablaron de las ven-tajas de cada modalidad, hubo quienes manifestaron no tener problemas con el horario y estar abiertos a todas las posibilidades si el tema era de interés, e incluso ofrecieron sus instalaciones como aulas, sin embargo cuando se trata de cursos largos prefieren que no interfiera con los tiempos laborales.

Se sugirió emplear teleconferencias para poder invitar como instructores a exper-tos internacionales. Así mismo se recomendó como deseable que los cursos fuesen dos veces por semana y, siempre que fuera posible, evitar los días lunes y los viernes.

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Capítulo 9.

Caracterización de la demanda de trabajo

Rubén Laguna Arriaga y Patricia Avila Muñoz

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Obtener información por parte de los demandantes es un paso necesario para elaborar un programa de formación. En este sentido se hizo este acercamiento para conocer su posición desde la problemática que ellos enfrentan.

Las interrogantes que movieron este trabajo de investigación son las siguientes.

¿Cuál es la visión que tienen las empresas demandantes sobre la formación de especialistas en sistemas embebidos requeridos por ellos?

¿Cómo resuelven la atención a sus demandas de especialistas?

¿Cómo se establece el equilibrio entre el ámbito académico (disciplinar-inter-disciplinar) y el del trabajo con sus capacidades técnicas y no técnicas requeridas?

Para esta investigación se ha elegido el método cualitativo a través de entre-vistas. La entrevista rescata las percepciones sobre el entorno, y tiene una riqueza que no se encuentra en la formalización de los documentos institucionales (polí-ticas, procedimientos etcétera). Con esta visión se da cuenta de la forma en que se entiende y se actúa en la realidad sobre el tema de interés: la caracterización de la demanda de trabajo en el ámbito de los sistemas embebidos.

El espacio de la entrevista centra nuestra labor, que es organizar la forma en que los actores establecen los encuentros y desencuentros que de una manera consciente o inconsciente, hacen que la realidad opere en un sentido significativo para ellos. Con todo, ese fluir de la realidad contiene subjetividades plasmadas en ideas, pensamientos, y representaciones sobre la demanda de especialistas en sistemas embebidos.

En síntesis, con este trabajo se está en búsqueda de la construcción social de los significados y la comprensión del escenario social que representa un proceso clave de la operación de las empresas.

De acuerdo con Majan (2001), la indagación cualitativa explora las experiencias de la gente en su vida cotidiana. También afirma que el investigador no intenta manipular el escenario de la investigación al controlar influencias externas o al diseñar experimentos; sólo trata de hacer sentido a lo que se despliega sin inte-rrupción.

Dado también, que el tratamiento es un discurso oral y los actores exigie-ron la confidencialidad en relación a sus empresas, el recorrido se hace de una manera independiente a cada organización, por ello se alude a concepciones y experiencias con rasgos comunes y relevantes.

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Como trabajo cualitativo, no hay hipótesis de por medio, pero sí una combi-nación de posibilidades o posiciones que conforman el perfil de la demanda de los sistemas embebidos.

Se realizaron 12 entrevistas de manera simultánea a la aplicación del cuestionario.

9.1. Visión del especialista en sistemas embebidos

Las entrevistas muestran una tendencia a establecer, más allá de la denominación de estudios profesionales o posgrados —como son la Electrónica, la Informática o la Computación—, una nueva definición “profesional” a la que los entrevistados denominan Especialista en Sistemas Embebidos, o simplemente “especialista”, concepto que no subyace dentro de los procesos educativos formales conocidos.

El uso del término Especialista en Sistemas Embebidos tiene como trasfondo un conjunto de requerimientos que satisfacen los saberes diversos que consideran debe contar un empleado o potencial empleado de las industrias relacionadas con los embebidos.

Ellos saben que ese profesional, como tal, no existe en la oferta académica pero lo expresan para establecer el perfil que necesitan, también como una visión deseable, e incluso, porque con esto tienen un marco que les facilita identificar las carencias y las capacidades alcanzadas en la formación y experiencias profe-sionales con lo que hacen “visibles” los criterios en los procesos de selección y formación del personal.

Aunque esta denominación es de uso común, al profundizar en la entrevista no se pueda definir más que sus rasgos generales, mismos que no se abordan en este punto pues son motivo de análisis en las posteriores dimensiones.

Ante la pregunta de si cuentan o no con especialistas o pueden reclutarlos, la respuesta es muy clara porque saben quiénes no lo son, quiénes están en proceso de serlo y quiénes —como ellos— si lo son.

9.2 Selección de especialistas en sistemas embebidos

La procedencia de los empleados en sistemas embebidos es un factor que carac-teriza la demanda. No hay límites, ni criterios en cuanto a los lugares de origen, procedencia o instituciones de donde egresen los Especialistas en Sistemas Embe-bidos; cabe decir que no es asunto de este trabajo identificar los mecanismos que ocurren al interior de las empresas, en cuanto a su asimilación/exclusión laboral,

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pero se entiende que el estar lejos de sus lugares de origen y posiblemente de sus familias, se generan condiciones especiales en el entorno social que impactan todos los ámbitos de la vida; para dar un ejemplo, se comentaron casos que van desde la necesidad de compartir un departamento entre dos o varios ingenieros, hasta reco-nocer colonias donde el personal foráneo de las empresas tiende a ubicarse. Solo se hace notar que tanto en las entrevistas como al interior de las empresas era notoria la gama de acentos en el lenguaje que denotaban la procedencia de diversos luga-res del país, con esto sólo rendimos evidencia de lo mencionado.

Se dice que “a los especialistas hay que irlos a buscar donde se encuentren”. Y es recurrente el hecho de pagarles traslados a la ciudad de Guadalajara o en algu-nos casos a las sedes de las empresas en los Estados Unidos de Norteamérica sólo con el fin de entrevistarlos. Cuando se requiere un traslado definitivo, la empresa ofrece ciertos apoyos.

Ante el cuestionamiento sobre si tienen preferencia por egresados de alguna institución, la primera respuesta es “no”. Sin embargo por ser de la localidad se recurre al ITESO, al Tecnológico de Monterrey, sede local, y a la Universidad Autóno-ma de Guadalajara, reconociendo como una opción no tan viable a los egresados de la Universidad de Guadalajara, por no reunir en general los requisitos estable-cidos, aunque sí se les contrata en función de las necesidades. De las nacionales, siempre se tiene presencia de especialistas del IPN y de la UNAM. Es peculiar que entre otras escuelas se mencione al Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica en Puebla. Se agrega también que los que demuestran mejor desem-peño en los procesos de selección, son los egresados de ITESO y del Tecnológico de Monterrey, a decir de los entrevistados.

9.3. Capacidades y condición de trabajo

Un dato que los entrevistados resaltan de manera constante es el aspecto de los sueldos. Para ellos la especialidad en sistemas embebidos es una actividad profe-sional muy bien pagada.

Un egresado, con dominio de inglés y que sea su primer trabajo, puede estar ganando alrededor de los 15 mil pesos, pero los sueldos tienen una curva de crecimiento que puede llevar a un especialista Senior a ganar por arriba de los 60 mil pesos mensuales. Comparativamente con otras actividades productivas lo califican de altos o muy altos.

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Por su parte, los empresarios dicen que “los sueldos han dañado a las empre-sas”; uno de ellos afirma que: “se perdió el hambre y por tanto los especialistas no tienen esa necesidad de superar retos”. Los especialistas saben que siempre tendrán alternativas, y en algunos casos, el cambio implica necesariamente mejo-ras salariales, aunque si hay atención a las condiciones de trabajo y sobre todo a las formas de organización del trabajo y a la cultura de las empresas.

En la realidad, esta situación explica el por qué algunos especialistas cambian de empleo periódicamente, aunque se reconoce que las empresa grandes logran fide-lidad porque la gente las prefiere por ser reconocidas, argumentando sobre todo, seguridad en el empleo. En este caso aplican frases como las dos siguientes: “una empresa grande me hace grande a mí”, o “si voy a ser una pieza más de la empresa, es mejor ser una pieza grande”.

9.4. Entre la Electrónica y la InformáticaResulta evidente que la industria de los sistemas embebidos es un campo de trabajo preferente para los ingenieros electrónicos. Ha resultado un ámbito de conoci-mientos donde cuentas con los elementos pertinentes pero además su formación les facilita aprender aquellos temas que no estudiaron.

El argumento que explica esta decisión es que resulta más viable que una persona que estudió Electrónica, aprenda programación; que alguien que se ha especializa-do en el Software, se interese y entienda la parte dura (hardware) de la Electrónica.

Dicen, también, que el propio enfoque de las Informática y los Sistemas, es que se orientan a grandes sistemas de carácter general, esto resulta un obstáculo para la programación tan específica de los embebidos, que además, tienen la exigencia particular de operar en tiempo real.

Finalmente, se debe decir que esta dicotomía se extiende a las disciplinas a fines a las dos mencionadas.

9.5. Selección de especialistas y búsqueda de talentosEn cuanto a la atención a la demanda de especialistas, se ubican ciertas prác-

ticas con las que se logran cubrir los puestos vacantes.

Cabe destacar, que la industria de los embebidos tiene una necesidad muy grande y creciente de especialistas y la oferta disponible no alcanza a cubrir tales expectativas. En consecuencia, debe considerarse que este es un asunto digno de especial atención al interior de las empresas y sus áreas de recursos humanos.

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La práctica que al parecer a los entrevistados les parece altamente confiable es la recomendación de conocidos que laboran en empresas de la competencia. Esto garantiza por un lado, la experiencia y la adaptación a las formas de trabajo y por otro, el que se da fe de la reputación de las personas. A la vez deja cierta sensa-ción de que hay un riesgo constante: el hecho de que el personal sea “pirateado”.

En las empresas medianas y grandes, hay bolsas de trabajo en las áreas de recur-sos humanos y convocan a través de anuncios en medios impresos y haciendo uso de las redes sociales. De igual manera, dan a conocer las convocatorias al interior de la empresa. Estas áreas, realizan las primeras entrevistas y aplican las pruebas usuales; si el candidato pasa el filtro, lo entrevistan y examinan en las áreas técni-cas donde se toman las últimas y definitivas decisiones. En conjunto el proceso es complejo y no suele ser ágil.

Una de las formas en que consideran que se puede garantizar personal de excelencia es el que los especialistas ingresan como docentes de las escuelas técnicas y superiores —es interesante la convicción con la que defienden esta estrategia, a pesar de que se les cuestione su eficiencia—. No se duda que se ten-ga vocación docente, pero lo interesante es que la gente con experiencia abre espacios para trasladarse y dar clases en instituciones que no siempre están cerca de sus lugares de trabajo y ante las presiones que siempre están presentes. Argu-mentan la satisfacción de enseñar y que no es tiempo perdido, pero que de ese contacto salen sus futuros subordinados. Siguiendo la tendencia, las empresas compiten en las mismas escuelas por integrar a los mejores estudiantes.

El desarrollo de talentos —así se le llama a los procesos donde, para elegir nuevos empleados, se abren las empresas para la realización de estancias por tiempos determinados—, se hace a través de la incorporación de estudiantes de los últimos grados del nivel superior a tareas dentro de las empresa realizando ac-tividades de conocimiento, acercamiento a las formas de trabajo y apoyo específicos a los proyectos. Lo hacen de tiempo parcial, con un ingreso básico garantizado, en espacios temporales de seis meses a un año. Terminando la estancia, “naturalmen-te” se incorporan a la empresa.

9.6. Exámenes y pruebas orales como métodos de selección técnica del personal

Los mecanismos más usados para la “selección técnica del personal” son las entre-vistas y los exámenes.

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De acuerdo a lo que se evidencia, el peso que le dan a las entrevistas es muy alto.

El candidato es convocado para una o varias entrevistas, ya que este paso no se restringe solo al que decide la contratación pues sin importar el nivel, el can-didato, puede ser entrevistado tanto por el que va a ser su jefe inmediato como por niveles gerenciales superiores.

Aunque la entrevista tiene un fuerte contenido técnico —así lo plantean las em-presas—, la calidad de las respuestas no parece pesar, basta con que los candidatos muestren que los temas los conocen y tienen el dominio básico. Se entiende en-tonces, que se valoran aspectos subjetivos como asertividad, capacidad de concebir y organizar ideas, dominio ante la presión, capacidad de comunicarse de manera fluida, entre otras, así como demostrar la experiencia. No tienen un listado claro de lo que evalúan, pues: “la decisión pasa, a decir de uno de ellos, por el filtro de la intuición”.

Para niveles de supervisión y gerencial, pesa la experiencia comprobada en la línea del trabajo requerido, de preferencia en empresas y trabajos semejantes.

La entrevista puede ser conducida por una persona o por un grupo de especialistas.

Los exámenes son elaborados por los especialistas de las diferentes áreas de las empresas que entrevistamos. En algunos casos, la construcción de las pruebas es individual y en otros es colectiva, resultando un instrumento uniforme que se ha ido mejorando con el tiempo.

Se tuvo la oportunidad de revisar dos exámenes y de conversar sobre su conte-nido con todos los demás entrevistados. Los exámenes oscilan entre dos extremos, los que son elementales y que dan paso a las entrevistas y otros que tienen un alto grado de complejidad y gran extensión. En algunos casos, los candidatos lo resuel-ven en su casa y luego lo entregan, en otros lo resuelven en la empresa e incluso junto con el entrevistador. Si el examen se aprueba pasan a las entrevistas.

No se identifica la aplicación de otros mecanismos.

9.7. El inglés, segunda lengua convertida en primera

Una de las respuestas con más alta consistencia en las entrevistas es la necesidad del inglés como segundo idioma.

Prácticamente todos los entrevistados concuerdan en que el idioma Inglés es fundamental para trabajar en la industria de los embebidos.

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Reconocen que la academia está haciendo poco al respecto, que para los estu-diantes y profesionistas no es un asunto de preocupación y que para las empresas en contraste, es relevante y en muchos casos resulta el factor que determina la contratación, a pesar de las debilidades técnicas que el candidato pueda tener.

Para ellos, el inglés es un asunto de “dominio”, entendiéndose por ello las capacidades para dialogar y discutir cara a cara o en grupo, de manera presencial o a través de medios, siendo necesaria también la habilidad de escribir, que no sólo aplica en documentos técnicos sino en la transacción de los diversos asuntos de la empresa.

A decir de algunos entrevistados: “en las empresas se diseña y se decide en Inglés”. Al respecto, durante las visitas, se pudieron observar el uso de la lengua inglesa —con interlocutores extranjeros—, aunque en la cotidianidad siempre se habla en español.

La brecha entre la necesidad y la realidad en este aspecto es grande, el pro-blema es evidente, pero no se identifica la solución ni quién la asuma.

9.8. Las capacidades no técnicas

Si bien el trabajo de diseño es una labor eminentemente técnica, encontramos que los representantes de las empresas daban valor a ciertos rasgos no técnicos.

Ellos hablan, por ejemplo, de que “es necesario que sepan presentar y defen-der los proyectos ante clientes, jefes y colegas” o de que “las personas calladas no les sirven tanto aunque sea una característica de los ingenieros”. Igual problema-tizan el hecho de que “a los especialistas les dé flojera llenar formatos”.

En cuanto a la formación, se refieren a que las escuelas, si bien desarrollan profesionistas técnicos, no los fortalecen para el trabajo.

Entre los puntos que tocan al respecto están aspectos tan diversos como:

• Escribir

• Comunicarseconotros

• Organizartrabajo,materialesytiempo

• Organizarseasímismos

• Coordinarseconotros

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• Hacertrabajoconotros

• Desarrollarideascreativas

• Serasertivo

• Autocontrolarse

Sin embargo, su desarrollo, representa una caja oscura sobre la cual no ubican cómo actuar, de tal manera que, aunque necesarias, las capacidades no técnicas son un asunto que esporádicamente se atiende en términos de formación. Se espera mucho al respecto y se hace poco.

Otra aportación de los entrevistados, es que, cuando se les pide que den prio-ridades en las características del personal, presentan por delante capacidades de este tipo.

En este mismo rubro, se resalta el trabajo en equipo, se diseña y decide en con-junto, de tal manera que los requerimientos son definidos, prácticamente en todos los casos, por todos los involucrados en el proyecto en sus diferentes fases.

Sobre este punto, no se expresan o muestran evidencias prácticas como se-rían el momento y tiempo de las reuniones, la metodología para llevarlas a cabo, las formas en que se documentan, entre otros aspectos. En contraste se resalta la importancia del tiempo en los proyectos y del cumplimiento de metas, lo cual es un indicador de formas que promueven la disciplina y el autocontrol de los involucrados; socialmente una persona en extremo desorganizada no tendría la aceptación de este tipo de grupos.

9.9. Las capacidades técnicas

El aspecto técnico representa una clara respuesta de adaptación.

Los entrevistados coinciden en que “ninguna escuela está ofreciendo la for-mación pertinente”, y en consecuencia asumen que tienen que trabajar para satisfacer sus necesidades en cuanto a capacidades técnicas.

Su preocupación no se centra en el tema de embebidos, sino en una forma-ción sólida de carácter básico con cierta experiencia que les permita integrar físicamente los proyectos. A decir de un entrevistado: “los muchachos traen las bases, sólo hay que pulir”.

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Sin embargo, algo que les preocupa, es que la mayoría de los candidatos solo conocen un microprocesador y no están entrenados para transferir su expertis a otro.

En el caso del diseño, afirman que si nunca han armado y puesto en funcio-namiento un circuito difícilmente lograrán avanzar.

En cuanto a los conocimientos, establecen una línea base “imaginaria” donde hay un límite que los candidatos a especialistas deben dominar. Se entiende que incluso los exámenes son un espacio para intercambiar y aclarar dudas, pues no hay una preocupación por ponderar lo que se sabe, sino por reconocer que la persona puede entender las cosas con cierta celeridad.

En esta línea, todos tienen un horizonte de incorporación que determinan en el punto mínimo de cuatro meses, pero en el otro extremo se llega a hablar de hasta dos años. En este tiempo, los nuevos empleados se involucran en la forma de trabajo de las empresas y conocen las complejidades del trabajo, de manera gradual se les van asignando cada vez más tareas hasta dejarlos como responsables. La cautela con la que se gesta la independencia en el desarrollo de las tareas, se debe a lo costoso de un error o de la improvisación.

Para esta incorporación, en ningún caso hay un plan definido así que, de una manera intuitiva, el experto va conduciendo al novato en la cotidianidad hasta que el aprendiz iguala y supera al maestro.

9.10. El estrés laboral como condición de trabajo

Un elemento mencionado recurrentemente es el estrés laboral como condición de trabajo, por lo que antes de abordar lo expresado por los entrevistados, es necesario hacer algunas precisiones al respecto del significado de estrés; para ello seguiremos algunas ideas avaladas por la Organización Mundial de la Salud, OMS.

El estrés laboral es la reacción de un individuo ante exigencias y presiones laborales que no se ajustan a sus conocimientos y capacidades y que ponen a prueba su aptitud para afrontar la solución.

Esta situación se incrementa si le sumamos condiciones relacionadas con no tener o sentir que no se tiene el apoyo suficiente de superiores y colegas o cuan-do hay un control limitado sobre el trabajo o sobre la respuesta a las exigencias —entre las que principalmente están las de los superiores.

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Hay que distinguir entre presión o reto y estrés. Un nivel de presión, se con-sidera saludable porque genera alerta, motivación y posibilidades de aprender, aunque la distinción no es fácil porque también depende de la forma en que lo entiende cada persona. El desequilibrio ocurre cuando las exigencias y presiones que enfrenta un individuo son superiores en relación con los conocimientos y capacidades con que cuenta.

El estrés aparece cuando la presión es excesiva o difícil de controlar y sus con-secuencias son negativas para la salud de los individuos y para los resultados de la empresa.

El estrés se manifiesta porque las personas están angustiadas o irritables, no son capaces de relajarse o concentrarse, no disfrutan de su trabajo, están cansa-dos, no duermen y manifiestan problemas físicos como taquicardias o trastornos digestivos, entre otros.

Un trabajo es saludable cuando la presión se corresponde con las capacidades y recursos del empleado y cuando el grado de control que ejerce sobre su activi-dad y el apoyo que recibe de las personas es importante para él. Cuatro son los peligros relacionados con el estrés: las características del trabajo, el volumen y el ritmo del trabajo, el horario, y la participación y control.

Dadas las dimensiones de las empresas y su organización—unas son grandes y sistematizadas, otras son pequeñas y recaen en las personas múltiples funciones; unas tienen unidades de negocios, que aunque innovadoras, son estables, en tanto otras requieren de un esfuerzo especial porque atienden la demanda de consumi-dores de las más diversas áreas de aplicación y soluciones—, los niveles de presión o reto son diferentes. La constante es el volumen de conocimientos involucrados y el ritmo siempre intenso pues en algunos casos el cumplimiento del tiempo es una máxima exigencia mientras que en otros, siempre se trabaja contra reloj. Por su parte, la tarea diaria siempre es interdependiente y hace que las presiones surjan de diferentes frentes. Todo lo anterior, inmerso en la necesidad de un ambiente creativo que exige el trabajo de diseño y que las más de las veces, está peleado con la urgencia.

Los entrevistados denominan estresante al ambiente de trabajo y no necesa-riamente le dan una connotación negativa para la salud, aunque ven las conse-cuencias en sí mismos y a su alrededor. Como asumen que el estrés es parte del trabajo lo incorporan como parte, a decir de algunos, de su cultura laboral. Uno de los entrevistados incluso afirma que: “el estrés en su empresa se asimila en

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una semana”. Otro, le dio una connotación de género o profesional, al referirse a que: “la mayoría de los que aguantan el trabajo son hombres” y que “así es la ingeniería”.

En este sentido, los entrevistados dan cuenta, en primer lugar de los egre-sados de la escuela, que recién incorporados a la empresa, deben desarrollar control sobre las presiones de trabajo. Para ellos: “personas no aptas a las condi-ciones particulares del trabajo ‘revientan’ en muy poco tiempo”.

De acuerdo con lo que ellos mismos interpretan, el manejo de la presión como condición laboral no es medible y solo la ponen a prueba cuando los em-pleados están plenamente incorporados a las tareas de la empresa; para lo que pueden pasar meses, e incluso años.

No obstante, a decir de ellos mismos, parte de las pruebas que aplican a los candidatos a incorporarse a la empresa, tienen que ver con su dominio personal más que con conocimientos; esta es la manera en que justifican los exámenes ex-tensos o complicados y contra reloj así como las consecuentes entrevistas, donde más que corroborar lo que saben, se les sigue sometiendo a retos.

En la práctica cotidiana, los conocimientos en juego, la complejidad de los procesos, y las necesidades de innovación justifican la peculiaridad de este tipo de empresas. Los sistemas embebidos estarán relacionados con capacidades per-sonales de autocontrol.

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Capítulo 10.

Resultados de la encuesta de conocimientos

Rubén Laguna Arriaga y Víctor Méndez Becerril

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Si bien los cuestionarios y entrevistas en las empresas ofrecieron información sobre conocimientos, habilidades y actitudes que requieren en cuanto sistemas embebidos, se consideró importante también complementar la información con la visión de expertos de los sectores educativo y de investigación; con el fin de clasificar, de acuerdo con prioridades, un mapa amplio de temas pertinentes y sus alcances, perfilados desde sus competencias, para los futuros especialistas en sistemas embebidos.

Una primera fase consistió en la elaboración y aplicación de la encuesta (Anexo D):

1. Elaboración de la encuesta. Por expertos en sistemas embebidos y en dise-ño curricular de INFOTEC para validarse por especialistas internos y externos a Infotec para aprobar su precisión y pertinencia.

2. Selección de la muestra. 3. Aplicación de la encuesta. A través de una invitación directa se permitió

que los expertos en un periodo de dos meses respondieran al instrumen-to, el cual se colocó en línea.

4. Obtención de resultados. Se hizo una codificación de los resultados ob-tenidos; se obtuvo el informe de resultados correspondiente y se llevó a cabo el procesamiento de información de las mismas, a fin de elaborar el análisis con información sobre lo siguiente:I. Conocimientos básicos. Referentes a matemáticas, lógica, lenguajes, al-

goritmos, estructura de datos y arquitectura.

II. Habilidades personales, interpersonales y administrativas. De organi-zación y control personal, trabajo coordinado y bajo presión, expre-sión oral y escrita y creatividad e innovación.

III. El ciclo de vida de los sistemas embebidos.

IV. Plataformas, sistemas operativos y software.

V. Electrónica y hardware de sistemas embebidos.

V. Conectividad y middleware.

VI. Desarrollo de software.

VII. Integración y pruebas.

VIII. Administración y pruebas.

IX. Manufactura en serie.

X. Orientación a las aplicaciones.

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I. Saberes básicos

Análisis del área de saberes básicos

En forma general, los saberes básicos tienen importancia global para los encuestados.

Se resalta que el rubro análisis y diseño de algoritmos, dentro de todos los plantea-dos en el cuestionario, es uno en que los encuestados marcan la mayor relevancia: el 75% indican que debe tratarse en profundidad y el 25% indican que es necesario un nivel intermedio. Ninguno lo considero básico o que no se requiera. Resulta, por tanto el tema que contundentemente más se requiere, de acuerdo con la opi-nión de los encuestados.

Circuitos lógicos/digitales junto con sistemas operativos también tienen relevancia para los interesados, pues es calificado con el 93% en cuanto a tratamiento en profundidad e intermedio.

Los saberes básicos que en conjunto fueron considerados prioritarios (con-centran su calificación en tratamiento a profundidad e intermedio) son lenguajes formales, estructura de datos, procesamiento de señales y autómatas y máquinas de estado.

Para los encuestados, las áreas secundarias fueron ecuaciones diferenciales y vec-toriales, criptografía y campos finitos, control óptimo y el acercamiento al modelado y redes de Petri.

Los comentarios se orientan hacia el uso de protocolos de comunicación, proyectos empatados con la industria; la distinción de las características propias de los embebidos y a llamar la atención sobre sistemas y herramientas específicas.

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12. Otros

- Protocolos de comunicación en sistemas em-bebidos: CAN, LIN, Wi-Fi, Zigbee, Bluetooth, etc, - Electrónica Analógica Intermedia. - Rea-lizar MUCHOS proyectos usando las mismas herramientas que se usan en la industria, en mi caso automotriz: Protocolos de comunicacion - procesos de desarrollo (PSP, CMMI, etc.) y pro-ject management también es importante.

- * Diferencias entre sistemas embebidos y aplicaciones para PC. Manejo de memoria. Gráficos para sistemas embebidos (Open GL) Gráficos de vectores. Teoría de diseño de HMI: Diseño de árboles, manejo de prioridades.

- Electrónica básica, aprender a leer esquemáti-cos, componentes, etc.

- Ingeniería de Software, Arquitectura de Soft-ware, Configuration Management, Project Ma-nagement, Modelos de desarrollo de software, Testing

- Creo que falta un curso de redes y comunica-ciones digitales.

- Algoritmos de inteligencia artificial

- Sería deseable la introducción a sistemas em-bebidos con el uso de Linux Embedded.

- Interconnection networks (flow control)- nocs, markov-chains network modeling.

II. Habilidades personales e interpersonales

Análisis del área de habilidades personales e interpersonales

Habilidades personales e interpersonales se trata de un área que refleja una alta importancia para los encuestados ya que ninguno de los rubros cae en un nivel de importancia secundaria.

Al igual que los algoritmos y los sistemas operativos, el rubro de la

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comunicación oral y escrita en inglés tiene una relevancia del 100% (54% pide tratarse en profundidad, 36% a nivel intermedio).

Los rubros de redacción de documentos técnicos, aprendizaje y conocimiento y trabajo bajo presión alcanzan más del 90% entre el tratamiento intermedio y a profundidad, lo cual muestra que estos temas, aunque no son técnicos, son sensibles para los encuestados.

Comunicación oral y escrita, trabajo en equipo y liderazgo, administración del tiempo y de recursos, asertividad y autoestima y autoconocimiento tienen priori-dad en tanto suman más del 80% considerando un tratamiento a profundidad e intermedio.

Los comentarios abiertos reafirman la calificación del área pues los encuesta-dos reconocen las carencias de los especialistas en relación con estos temas. Un comentario resalta la importancia de generar sensibilidad a la diversidad cultural y otro llama la atención al tema de solución de problemas.

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23. Otros- He puesto mucho énfasis en estos temas, quizá porque veo carencias fuertes en la gente con que me ha tocado trabajar y a quienes he entrevistado.

- Trabajo en equipo es el más importante y autoaprendizaje son los más importantes. También se ha detectado deficiencias en redacción de documentos técnicos.

- Empatía. Intermedio. Compromiso. Intermedio

- Solución de conflictos, negociación.

- Sensibilidad a diferentes culturas y valores principales en cada una (EUA, Europea, asiá-tica, latinoamericana). Distinguir diferencia ente diversas culturas.

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- No sé si esto (trabajo bajo presión) se puede enseñar en un curso.

- Habilidad en descomponer un problema en diferentes niveles de abstracción, para así, lograr resolver problemas basándose en una metodología de diseño especifica.

Motivación a estudiar, Habilidad de Persuasividad o Convencimiento.

III. Administración del ciclo de vida

Análisis del área Administración del ciclo de vida

Ciclo de vida de los sistemas embebidos y administración de los sistemas embebidos son rubros importantes para los encuestados.

Las respuestas muestran la relevancia que tiene el ciclo de vida de los sistemas embebidos y su administración, no así los costos, rubro en que la mitad de los encues-tados consideran que basta con conocimientos básicos. Los comentarios resaltan la propiedad intelectual y la relación con productos específicos.

27. Otros

- Diseño amigable con procesos de manu-factura (i.e. Manufacturabilidad).- Administración de proyectos y protección de la propiedad intelectual.- Ciclo de vida de productos. Caracteriza-ción de los ciclos de vida de sistemas embe-bidos en base a los productos para los que fueron hechos.- Métodos de estimación, gestión de riesgos.- Modelos de ciclos de vida.- Pruebas y sistemas de pruebas de sistemas embebidos.

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IV. Análisis y diseño

Análisis del área de análisis y diseño

Arquitectura de sistema y diseño de alto nivel software y hardware son los dos rubros con alta prioridad; el primero engloba 96% y el segundo el 97% en el estudio en profundidad e intermedio.

La especificación de requerimientos es prioritaria debido a que fue calificada por el 57% de los encuestados como estudio en profundad y por el 36% como intermedia.

Es secundario el rubro de diseño de detalle (43% en nivel de profundidad y 36% intermedio).

Diseño industrial no fue relevante para los encuestados ya que el 64% lo ubi-caron como básico o no requerido.

En comentarios, los encuestados solicitaron los temas de administración y seguimiento de requerimientos a nivel intermedio y métodos para la toma de decisiones en el diseño de alternativas, así como análisis costo – beneficio.

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33. Otros

- Administración y seguimiento de requeri-mientos. Intermedio.

- Métodos para la toma de decisiones en el diseño de alternativas. Análisis de costo/beneficio.

V. Desarrollo de hardware

Análisis del área de desarrollo de hardware

El rubro de interfaces es marcado con alta prioridad con un 96% (38% en profun-didad y 58% intermedio).

La mayoría son temas prioritarios: microprocesadores y microcontroladores, Sys-tem-on-a-Chip Processor (SoC), Field Programmable Gate Arrays (FPGA) y modelado ya que los encuestados les atribuyeron porcentajes entre el 80% y el 89% en los niveles de tratamiento en profundidad e intermedio.

Circuitos integrados de aplicación específica (ASIC), procesadores digitales de señal (DSP), estándares de hardware, hardware nodes y prototipos de hardware configuraron temas secundarios en cuanto a que su calificación intermedia y en profundidad no superó el 72%. Es de resaltar que los circuitos ASIC tienen una tendencia a ser considerados con menos importancia.

Los especialistas comentaron que a un nivel intermedio deben considerarse el análisis de circuitos para peor caso, la definición de lista de materiales y el diseño para probar y manufacturar.

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45. Otros

- Análisis de circuitos para peor caso. Inter-medio. Definición de lista de materiales. Intermedio. Diseño para probar y manu-facturar. Intermedio.

VI. Desarrollo de software

Análisis del área de desarrollo de software

Son temas de alta prioridad, según la calificación de los encuestados:

• Sistemas operativos a la que califican con 50% para estudio en profundidad y 50% a nivel intermedio.

• Protocolos de comunicación con casi un 100% en los niveles más altos (44% en profundidad y 52% en intermedio).

• Firmware, con 56% orientado a estudio en profundidad y 36% a intermedio.

• Verificación y pruebas considerando el estudio en profundidad como inter-medio con 46% en cada caso.

Son temas prioritarios ingeniería de software, lenguajes de programación de alto ni-vel, programación paralela y distribuida, middleware, modelado, generación de código, prototipo y diseño de reuso. En estos casos la conjunción estudio en profundidad e intermedio llega al 68% pero no supera el 90%.

Graficación, visualización y procesamiento de imágenes resultó tener una impor-tancia secundaria en cuanto a que el 44% lo marcan a nivel básico, con un 0% de tratamiento en profundidad.

Resulta interesante que esta área no fue motivo de numerosos comentarios. Solo tres de los encuestaron aportaron al respecto. Los comentarios se refirieron a la optimización de código para uso de RAM, aritmética de punto fijo y a los controles de cambios y versiones.

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- Optimización de código para uso de RAM, ROM y tiempos de ejecución. Básica.

- Aritmética de punto fijo.

- Control de cambios. Control de versiones.

VII. Integración y pruebas

Análisis del área de integración y pruebas

En una proporción 56% y 44% el rubro de integración SW y HW muestra que el tema es central para la formación y capacitación de los especialistas en sistemas embebidos.

En contraste, la prueba y validación del producto resulta cubrir casi el 100% de la calificación pero es significativo que solo se haya marcado el 28% a estudio en profundidad, de tal manera que puede afirmarse que tiende a requerirse en un nivel intermedio.

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- Funciones de cobertura. Diseño de siste-mas automáticos de pruebas.

- Modelado y diseño de pruebas. Pruebas de ambiente. Ciclo de desarrollo y ejecu-ción de pruebas.

- Pruebas automáticas.

Estabilización y mantenimiento resulta ser un tema secundario en tanto 56% del total, se califica en tratamiento a profundidad e intermedio.

Los comentarios se refieren a incluir en esta área temas como funciones de cobertura y diversos tópicos relacionados con las pruebas de los dispositivos.

VIII. Administración y pruebas

Análisis del área de administración y pruebas

Las certificaciones y propiedad intelectual y la liberación de prototipo y administración del producto tienen su máximo puntaje en el nivel básico (48% y 44% respectivamen-te) en tanto que a profundidad lo valoran en 20 y 16% e intermedio 20 y 16%. No amerita comentario alguno por parte de los encuestados.

Esta área, de manera general, resulta considerarse básica en cuanto la forma-ción y la capacitación.

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IX. Manufactura en serie

Análisis del área Manufactura en serie

En conjunto el área de la manufactura en serie no amerita tratarse en profundidad, basta con un nivel que tienda a lo básico. Es de considerarse que esta fue una de las dosáreas de análisis que no ameritaron comentarios generales. Desde la perspectiva de los encuestados, el asunto de la manufactura no es parte esencial del perfil profe-sional relacionado con el diseño y producción de los sistemas embebidos.

70. Otros

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X. Orientación de las aplicaciones

Análisis del área de Orientación a las aplicaciones

El único rubro de interés para los encuestados fue Comunicaciones, pero solo con el 40% de interés por tratarse en profundidad y 36% en nivel intermedio.

El rubro de electrónica automotriz resultó el segundo prioritario con apenas el 64% entre el tratamiento a profundidad e intermedio (28 y 36% respectiva-mente).

Ninguno de los demás — controles industriales, electro-domésticos, salud y medici-na, entrenamiento, localización y transporte— resultaron rubros que los encuestados valoraran viables de estudiarse en profundidad o de nivel intermedio.

Con respecto a las otras áreas analizadas, se puede observar que esta es la única que no motivó interés a los encuestados.

De manera concluyente, se puede decir que los encuestados no consideran importante vincular la formación y capacitación en sistemas embebidos a uso específico alguno.

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82. Otro conocimiento de orien-tación de las aplicaciones

- Sistemas de seguridad crítica. Manejo de estándares en seguridad funcional (ISO 26262).

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Comentarios abiertos

83. Metodologías consideradas prioritarias en relación al mode-lado y la arquitectura

- Modelo V- Modelo en espiral- Técnicas agiles- UML- SYSML- RhapsodySYSML, UML- Matlab/Simulink/State Flow- Generación de código automática.- Diagramas de estados y tablas de verdad en código.- AUTOSAR

84. Tecnologías consideradas prioritarias- Microcontroladores y sistemas periféricos.- Sistemas operativos para sistemas embebidos (tiempo real)- Comunicación (WiFi, red celular, TCP/IP).- Multicore microcontrollers.-Unified Modelling Language para sistemas de tiempo real.- Gráficos para computadora. Open GL.- Bootloaders.- Arquitecturas de bajo consumo de energía como ARM.- Protocolos

85. Lenguajes de programación que deben estudiarse- C- C++- Java.- Basic.- Python.- ANSI C.- Conceptos básicos de ensamblador.- VDHL

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86. Protocolos de comunicación que deben conocerse- CAN. LIN, WI-FI, Zigbee, Bluetooth- TCP/IP, WiFi, CAN, USB- SPI- CAN- I2C- Serial- ETHERNET, USB.- UART, SCI, LIN,- UART- MOST

87. Comentarios generales- Creo que no es posible en 2 años cubrir algo tan amplio.- Generar gusto y pasión por el diseño de sistemas embebidos. - Entender que el desarrollo de sistemas embebidos es mucho más que solo codificar o hacer esquemáticos y que la interacción multidisciplinaria y multilocalizada es la ten-dencia actual.- Agregar scripting DOS: es fundamental conocer la interface de las aplicaciones con el OS - Windows. Quizas el shell de linux.- Enfoque a la relación de HW-SW, enfoque al SW de bajo nivel (firmware).- Existe una amplia gama de disciplinas en IBM que van desde desarrollo de software a nivel firmware, sistemas operativos, protoclos de comunicación, midleware y aplicacio-nes. Existe menos demanda en la parte de hardware y sistemas embebidos.

Resultados generales

Esta encuesta revela que las áreas con mayor relevancia son:

Habilidades personales e interpersonales y desarrollo de software.

Las áreas que no figuran como prioritarias son:

Administración y pruebas y manufactura en serie.

Y que no hay interés por ubicar alguna orientación o uso de los sistemas em-bebidos como central en el aprendizaje.

De acuerdo con la opinión de los encuestados:

• Eneláreadesaberes básicos deben considerarse análisis y diseño de algoritmos, sistemas operativos, circuitos lógicos/digitales, lenguajes formales, estructura de

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datos, procesamiento de señales y autómatas y máquinas de estado.

• En el área de habilidades personales e interpersonales deben considerarse todos los temas consultados: comunicación oral y escrita en inglés, redacción de documentos técnicos, aprendizaje y conocimiento y trabajo bajo presión, comuni-cación oral y escrita, trabajo en equipo y liderazgo, administración del tiempo y de recursos, asertividad y autoestima y autoconocimiento.

• Eneláreadeadministración del ciclo de vida deben considerarse Ciclo de vida de los sistemas embebidos y administración de los sistemas embebidos.

• Eneláreadeanálisis y diseño deben considerarse Arquitectura de sistema y diseño de alto nivel software y hardware, especificación de requerimientos y diseño de detalle.

• En el área de desarrollo de hardware deben considerarse interfaces, microproce-sadores y microcontroladores, System-on-a-Chip Processor (SoC), Field Programmable Gate Arrays (FPGA) y modelado.

• Eneláreadedesarrollo de software deben considerarse sistemas operativos, protocolos de comunicación, firmware, verificación y pruebas, ingeniería de soft-ware, lenguajes de programación de alto nivel, programación paralela y distribui-da, middleware, modelado, generación de código, prototipo y diseño de reuso.

• Eneláreadeintegración y pruebas deben considerarse integración SW y HW, pruebas y validación de producto.

• Eneláreadeadministración y pruebas ninguno de los temas ameritó ser considerado prioritario. Puede considerarse un área de conocimientos básicos.

• Deigualmanera,eneláreademanufactura en serie, no hay mérito en nin-guno de los rubros para ser considerado prioritario.

• Eneláreadeorientaciónalasaplicacionesocurrelomismo,yaquenosedistingue ninguna aplicación como prioritaria.

Finalmente son temas de alta prioridad porque deben tender a tratarse a profun-didad en la formación y la capacitación:

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Saberes básicos Análisis y diseño de algoritmos

Habilidades personales e interpersonales Comunicación oral y escrita en inglés

Administración del ciclo de vida Ninguno

Análisis y diseño Arquitectura de sistema

Diseño de alto nivel de software y hard-ware

Desarrollo de hardware Interfaces

Desarrollo de software Sistemas operativos

Sistemas operativos

Protocolos de comunicación

Firmware

Verificación y pruebas

Integración y pruebas Integración SW y HW

Pruebas de validación y de producto

Administración y pruebas Ninguno

Manufactura en serie Ninguno

Orientación a las aplicaciones Ninguno

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IV. Comparación de la oferta educativa a nivel nacional

e internacional

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Capítulo 11.Oferta educativa sobre sistemas embebidos en el plano

nacional e internacionalRubén Laguna Arriaga y Patricia Avila Muñoz

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Para realizar el análisis de la oferta de los diversos planes de estudio nacionales e internacionales, se planteó como requisito que los sistemas embebidos fueran un eje articulador y no un complemento, pues se identificó que de manera sim-ple y tal vez por la relevancia del tema en la actualidad1, hay casos en que desde el título de la acreditación se resalta el abordaje del tema pero en la estructura curricular sólo es un complemento o adición a programas cuya orientación de origen definitivamente es otra.

Siguiendo esa línea, se identificaron los programas tanto nacionales como internacionales teniendo como fuentes la información lo publicado en Internet con carácter oficial entre los meses de noviembre de 2012 a enero de 2013.

Para tener más elementos de análisis se consideraron los estudios de posgrado a nivel especialidad, maestría y doctorado; al igual que la oferta de diplomados y programas de capacitación.

Es importante destacar que el tema se ha convertido en un objeto de estudio que integra diversas especialidades que antes se estudiaban por separado. Así, la Electrónica, la Informática y la Computación, son ahora algunas de las que invo-lucran este campo de interés creciente. Tal es el caso de México que en la primera década del siglo XXI, ve surgir los primeros acercamientos al tema a través de la Universidad Autónoma de Querétaro, el Instituto Tecnológico de Estudios Superio-res de Monterrey, la Universidad Autónoma de Yucatán, la Universidad Autónoma de la Ciudad de México, la Universidad Jesuita de Guadalajara y el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional de la misma ciudad (Tellez, 2012,).

Con este trabajo, se muestran las características de la oferta educativa en siste-mas embebidos, a partir del análisis cuantitativo y cualitativo de planes y programas de estudio nacionales y extranjeros, que servirán de referencia para la toma de de-cisiones en el diseño curricular de la Maestría que sobre esta área de conocimiento desarrollará Infotec.

11.1. Selección de programas de estudio a analizar

Se realizaron diversas búsquedas para localizar aquellos programas de institu-ciones de nivel superior y posgrado que tuvieran como meta el abordaje de los sistemas embebidos. Se localizaron un total de 16 fuentes de información para

1 Téllez Mosqueda, Juan Carlos (2012). “Estado de la formación en sistemas embebidos ¿Se pueden crear sin respaldo educativo y sin vinculación empresarial?”. México, Cuadernos de trabajo Infotec.

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este trabajo. La decisión de las instituciones educativas de publicar o no toda o una parte de la información desarrollada para fundamentar sus proyectos no fue un obstáculo para este análisis, pues el material encontrado es amplio y suficien-te para marcar las tendencias en el tema de nuestro interés. De igual manera se entiende que la información publicada en Internet es volátil o por el contrario se mantiene por tiempo indefinido a pesar de los cambios que puedan ocurrir en las instituciones. En ese sentido, nuestro periodo de análisis marca sólo el material publicado entre los meses de noviembre y diciembre de 2012 y enero de 2013. Al final de este documento se indican las fuentes para el desarrollo de este trabajo (anexo E).

En una primera selección se encontró que diversas instituciones han ido in-corporando temas de sistemas embebidos a sus planes de estudio, pero la forma de realizar la inclusión no resultaba en una línea temática que los articulara al plan de estudios o los colocara como su tema central. Así, para fines de este análi-sis, se desecharon los programas en los que los sistemas embebidos son accesorios a los ejes articuladores de la propuesta curricular, o bien, porque llegan a ser temas aislados y con una incorporación acotada y parcial en relación a la intención prin-cipal de la propuesta, y por tanto, no lograban determinar la especialización de los egresados.

En síntesis, el análisis incluye un total de cuatro programas de estudio nacio-nales y siete internacionales; de ellos, uno está a nivel de doctorado, cinco son maestrías; hay una especialidad, un programa de capacitación dividido en dos acciones con periodo semestral, y cuatro diplomados haciendo un total de once programas.

Institución País Grado Título

Mondragón Unibertsitatea España Doctorado Sistemas Embebidos

Centro de Investigación y de Estudios Avanzados, CINVESTAV, Tamaulipas

México MaestríaComputación: Robótica,

Sistemas Embebidos y Cómputo reconfigurable

Universidad Autónoma de Querétaro

México Maestría Software Embebido

Advanced Learning and Research Institute, ALERI - University of Lugano, UL

Suiza MasterScience in Embedded

Systems Design

Mondragon Unibertsitatea España Master Sistemas embebidos

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Software School of Beijing. University of Aeronautics and Astronautics

China MasterEmbedded Software Engi-

neering

Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Occidente, ITESO

México Especialidad Sistemas Embebidos

Centro de Investigación y de Estudios Avanzados , CINVESTAV, Guadalajara

México Programa

Avanzado de formación de recursos humanos en tecnologías de Informa-

ción, PAFTI

Universidad Autónoma de Querétaro, UAQ

México DiplomadoDiseño e Implementación

de Sistemas embebidos

Universidad de La Salle, Unisalle

Colombia Diplomado Sistemas Embebidos

Universidad Santiago de Cali, USC

Colombia Diplomado Sistemas embebidos

GradoInstituciones Doctorado Maestría Especialidad Programa Diplomado Total

Nacionales 0 2 0 1 1 4

Internacionales 1 3 1 0 2 7

Total 1 5 1 1 4 11

Cuadro 5. Resumen de programas analizados

Cuadro 4. Programas analizados

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Capítulo 12.

Análisis de programas educativos

Patricia Avila Muñoz y Rubén Laguna Arriaga

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12.1 Valoración de necesidades de la sociedad y del mercado laboral

El diseño de los programas educativos institucionales es pertinente cuando res-ponden a la demanda de la sociedad y de la industria. Tomar en cuenta este aspecto es punto clave en el diseño curricular, ya que en la práctica es común diseñar el Currículo a través de una necesidad “sentida”4.

No reflexionar a cerca de esta esta situación, podría poner en riesgo la viabili-dad de los posgrados o estudios de formación propuestos y de cualquier proceso educativo formal que se pretenda iniciar, pues una decisión personal o de un grupo de especialistas no necesariamente justifica lo que la sociedad por con-ducto de los diversos grupos interesados está requiriendo. Pero este aspecto es el único a tomar en cuenta.

En la fundamentación se consideran aspectos sociales, políticos, culturales, educativos, entre otros, además un esfuerzo importante en torno a la identifica-ción del campo de estudio, el tipo de formación y especialización que se espera en el momento actual y su tendencia. Parte de esta fundamentación incluye precisar la demanda del mercado laboral así como lo que se ofrece en aquellas instituciones educativas que cuentan con acciones encaminadas a atender el tema de interés.

Para la valoración de las necesidades de la sociedad y del mercado laboral se ha encuadrado en cinco dimensiones:

• Condiciones contextuales. Se responde a factores que determinan la posi-bilidad de aceptación y éxito de los programas. En tanto se atiendan las condiciones y necesidades específicas de un sector productivo, de una re-gión o de un país, se estará en posibilidades de que los estudios que se proponen tengan la demanda laboral que permita el adecuado desarrollo profesional de sus egresados. Como contextual se hace referencia a las condiciones económicas, políticas, culturales, sociales o educativas en consi-deración al alcance internacional y nacional, así como otros más específicos relativos a una región o un sector productivo, por mencionar un par.

4 “La estructura del currículo técnico y de pertinencia social no es abstracta, ni imaginaria, ni mu-cho menos resultado del capricho de intelectuales o especialistas en la materia. Por el contrario, dicha estructura tiene unos soportes que le dan coherencia e influyen en su diseño y desarrollo. A estos soportes se les denomina fuentes del currículo, conocidos como: fuente filosófica, fuente psicológica, fuente didáctica-pedagógica y fuente epistemólógica. Hoyos Regino y otros (2004). Currículum y planeación educativa. Fundamentos, modelos, diseño y administración del currí-culo. Bogotá. Cooperativo Editorial Magisterio.

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• Caracterización del campo de estudio y del tipo de especialización. Se atiende al acotamiento de los alcances del campo de estudio de los programas: áreas disciplinares que y por qué se incluyen. Junto con ello, también cuenta el tipo de especialización que se espera lograr, de tal manera que al momento en que se exponga la oferta educativa, el demandante del servicio profesio-nal reconozca su pertinencia.

• Tendencia de la profesión y profesiones afines. Se trata de ubicar a la ocupación en su evolución, anticipar lo que va a suceder en el futuro inmediato y de largo plazo. Considerar, por otro lado, aquellas actividades profesionales que colindantes a la de interés, resuelven parte de los perfiles requeridos.

• Requerimientos del mercado laboral. Cuando se incluye a los demandantes del servicio para que ellos especifiquen, desde su propia realidad, lo que están esperando de los profesionales egresados del programa propuesto. Se trata aquí, de dar cuenta del perfil requerido socialmente.

• Panorama de la oferta educativa. Cuando en la fundamentación se toman en cuenta los programas que en la línea de interés ofrecen las diversas instituciones educativas nacionales e internacionales se está reconociendo la oferta y sus características.

Cabe aclarar que no se consideraron las introducciones o presentaciones que a manera de discurso, dan entrada al programa propuesto, pues se pensó en el fundamento que se expresa en los programas analizados, más allá de las inten-ciones de un discurso de presentación.

De manera general, se reconoce en los programas revisados que:

Prácticamente la totalidad de los programas carecen de una oferta funda-mentada que incluya elementos tales como un marco de referencia contextual en donde se justifique y delimite la propuesta considerando las condiciones económicas, políticas, educativas y sociales nacionales e internacionales.

Tampoco caracterizan la propuesta con la definición de su campo de es-tudio, sus tendencias en cuanto a tipos de ocupaciones y profesiones afines, competencias propuestas y escenarios.

No se muestra que se haya realizado un estudio de los requerimientos del mercado laboral caracterizando la preferencia de empleadores y deman-dantes en términos de requisitos académicos y de capacitación y funciones a desempeñar.

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No se da cuenta de la oferta educativa nacional e internacional vigente que permita una comparación cualitativa y cuantitativa entre instituciones y que derive en necesidades no atendidas en los planes de estudio revisa-dos y en áreas en donde haya oportunidad de innovación.

En los casos del Máster en Sistemas Embebidos de España y el Master of Em-bedded Software Engineering de Beijing se dan algunos datos relevantes, sin que se muestre que hayan sido motivo de un estudio específico. La Especialidad en Sis-temas Embebidos de ITESO, en su solicitud de registro para el REVOE, es la única que dedica un espacio y denota un esfuerzo importante en su fundamentación.

La ausencia de este primer elemento de análisis es un espacio que se pierde para vincular con profundidad a las instituciones con la sociedad y para deli-mitar los campos de acción; así como para explicar el por qué de la estructura curricular y sus trayectos. Pero sobre todo para que los egresados cuenten con las competencias pertinentes, es decir, las que demandan los sectores interesados. No basta con el prestigio de la institución educativa y el de sus educadores, la visión de largo alcance para un proyecto de formación se fundamenta precisa-mente en los lazos que lo vinculan con la sociedad, aspecto que en este caso no se cumple(Taba, 1983, en Hoyos y otros 2004 )5.

En el cuadro 6 se aprecia de manera gráfica como cumplen las cinco dimen-siones consideradas en cada uno de los programas.

(Ver tabla en la página siguiente)

5 Hilda Taba (1983), uno de los pilares de los estudios del Currículo, reconoce que para concep-tualizarlo es necesario “investigar las demandas y los requisitos de la cultura y la sociedad del presente y del futuro…” Se cita en Hoyos Regino y otros (2004). Currículum y planeación educativa. Fundamentos, modelos, diseño y administración del currículo. Bogotá. Cooperativo Editorial Magisterio.

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U., España (Hoyos y otros 2004)6.

6 En este caso, se trata de la continuación del Máster que se orienta específicamente a la parte académica para complementar créditos y requisitos para obtener el Doctorado

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Maestría en Computación: Robótica, Sistemas Em-bebidos y Cómputo reconfigurable, CINVESTAV Tamaulipas, México

Maestría en Software Embebido, UAQ, Querétaro, México

Master of Science in Embedded Systems Design, ALERI

UL, Suiza

Máster en Sistemas Embebidos, Mondragón U., España

Master of Embedded Software Engineering, SS of Bei-jing. UAA, China

Especialidad en Sistemas Embebidos, ITESO, Guadalajara, México

Programa avanzado de formación de recursos humanos en tecnologías de Información, PAF-

TI: Software embebido y Diseño Lógico de Cir-cuitos Integrados & SW embebido, CINVESTAV, Guadalajara, México

Diplomado en Diseño e Implementación de Sis-temas embebidos, UAQ, Querétaro, México

Diplomado en Sistemas Embebidos, UNISALLE, Co-lombia

Diplomado en Sistemas Embebidos, USC, Colombia

Doctorado en Sistemas Embebidos, MondragónU., España(Hoyos y otros 2004)3.

Cuadro 6. Valoración de necesidades de la sociedad y del mercado laboral

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12.2 Títulos de los programas de estudio

Los títulos de los programas de estudio analizados tienen dos concepciones de ori-gen para articular su propuesta educativa. Una refleja de manera determinante que la propuesta se orienta al software y la otra toma como base una visión de sistemas.

Cabe decir que en el primer caso, cuando se hace referencia al software, se está ante la parte blanda de la aplicación electrónica. Esto implica que el circuito o hardware no es el tema de atención central; como si estuviera de alguna manera establecido y es a partir de tal supuesto que se desarrolla el software.

En contraste, el concepto de sistemas incluye a ambos, es decir, al hardware más el software, con lo cual el estudiante tendría como ámbito de su formación a la apli-cación electrónica como totalidad, aunque debiera reconocerse en ambos casos, lo que se hará más adelante, el alcance que tiene dicha aplicación, pues en un pri-mer nivel se estarán desarrollando proyectos en el laboratorio y posteriormente, la aplicación tomará sentido en la industria que abarcará aspectos de manufactura y comercialización para llegar al consumidor final del producto.

En el segundo caso, la formación del estudiante estará en contacto con ne-cesidades reales, con la complejidad de las situaciones y con la experiencia de atender las sutiles demandas de los consumidores y usuarios.

Estas dos concepciones marcan el título de los programas, pero no necesaria-mente delinean los contenidos ni determinan los perfiles de entrada y de salida, pues el software, el hardware y las aplicaciones que se presentan en los contenidos de todas las propuestas curriculares adquieren diferentes matices.

De las 11 instituciones analizadas es la concepción de sistemas la que la que es sustentada por ocho de ellas, siendo sólo tres —dos nacionales y una internacional— las que dan preferencia a incluir en su título al software embebido.

No hay duda que la industria electrónica requiere especialistas en software y hardware embebidos, pero, desde el punto de vista de la formación, el concepto de sistemas conlleva la idea de aplicaciones. En un sentido tal que, están en jue-go, el diseño y la construcción de circuitos (desde el diseño del chip mismo hasta el armado de dispositivos, por ejemplo, las tabletas), cuando menos a nivel de experimentación en el laboratorio.

Cabe decir que el ámbito de la producción industrial en gran escala y sus

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implicaciones en la definición del producto, manufactura, la colocación en el mercado y la administración de todos los procesos, es un nivel diferente que no necesariamente se refleja como un requerimiento del diseño curricular mostra-do en los programas por el sólo hecho de contener en su título a los sistemas embebidos. Este aspecto también es conocido como “despliegue o manufactura en serie”, que en muchas ocasiones no considera ni el ajuste a las carcasas de los dispositivos.

El título de los programas no necesariamente determina la forma en que en realidad se desarrolla la conjunción del hardware más software, y la concreción de aplicaciones en situaciones de viabilidad industrial y comercial, como se verá en apartados posteriores. El cuadro siguiente muestra la orientación en los títulos de los programas analizados.

Sistemas embebidos Software embebido

Doctorado en Sistemas Embebidos, Mon-dragón U., España

Maestría en Software Embebido, UAQ, Queré-taro, México

Maestría en Computación: Robótica, Sis-temas Embebidos y Cómputo reconfigura-ble, CINVESTAV Tamaulipas, México

Master of Embedded Software Engineering, SS of Beijing. UAA, China

Master of Science in Embedded Systems Design, ALERI UL, Suiza Programa avanzado de formación de re-

cursos humanos en tecnologías de Infor-mación, PAFTI: Software embebido y Diseño Lógico de Circuitos Integrados & SW em-bebido, CINVESTAV, Guadalajara, México



Diplomado en Diseño e Implementación de Sistemas embebidos, UAQ, Querétaro, México

Diplomado en Sistemas Embebidos, UNISALLE, Colombia


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Cuadro 7. Orientación de los programas al software o sistemas embebidos

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12.3 Objetivos educativos de los programas analizados

Los objetivos educacionales son el resultado esperado en términos de lo que se debe saber al final del proceso formativo, se identifica su alcance en tres dimen-siones:

• Orientación profesionalizante o tecnificante. En el primer caso se enfatiza una formación académico disciplinar que tiene su sentido en la posibilidad de realizar investigación o desarrollo de tipo académico o científico. En el caso técnico, la formación está basada en habilidades con un sentido espe-cífico de proyectos, tecnologías o situaciones problema y sus soluciones; se entiende, en este caso, que al estudiante se le proporciona la informa-ción disciplinar puntual y pertinente.

• Formación integral o específica. En el énfasis integral, se apuesta a visiones de conjunto, a dominar procesos productivos, de diseño y de investigación que en un momento dado incluyan lo que se conoce como habilidades blandas; en el segundo se propone la capacitación del estudiante en habili-dades específicas útiles para ciertas tecnologías, funciones, tareas o proyectos determinados.

• Alcance de aplicación industrial o en laboratorio. En el aspecto de aplicación industrial, se establece un vínculo con la empresa para generar experiencias y aplicaciones que salen del ámbito escolarizado. Los problemas son reales y las soluciones tienen que ver con el uso que se hará de ellas en la sociedad; tienen en cuenta a los usuarios finales del producto. En el segundo, las actividades prácticas alcanzan los ámbitos de los simuladores y laboratorios, ciñéndose exclusivamente a aspectos escolares y científicos.

En resumen, de los objetivos generales y específicos marcados en cada propuesta curricular se desprende una orientación que puede tener un sentido académico disciplinar, al que se le opone una visión pragmática orientada principalmente a tecnologías, en su caso a problemas, proyectos o capacidades técnicas; una concepción de un individuo que se forma de manera amplia contra otra que es marcado por la tecnología o los ámbitos propios de una aplicación con un alcance que se circunscribe al desarrollo de ciertas habilidades. Y un campo de aplicación que no va más allá de los laboratorios y simuladores, en contraposi-ción al que se coloca en el centro de la industria misma.

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El hecho de que los objetivos enmarquen una orientación, un alcance en la formación y un campo de aplicación determinados, no quiere decir que esto se traduzca directamente en la estructura planeada de contenidos y en la metodolo-gía propuesta, de tal manera que las discrepancias entre los objetivos planteados y la forma en que se pretenden cumplir puede implicar un diferencial que tiene que ser tomado en cuenta.

De los 11 programas analizados, se encontró que dos de ellos —una maestría y el programa— no enuncian objetivos educativos. Los nueve que los enuncian no necesariamente los expresan como tales, aunque, de di-versas maneras, si dan cuenta del resultado esperado.

Cuatro maestrías y el doctorado marcan una orientación profesionali-zante a través de una formación integral relacionada con los procesos pro-ductivos o las habilidades personales, además de su alcance relacionado con la industria.

La especialidad y tres de los diplomados, tienen un carácter tecnifican-te específico, para el tipo de tecnología y proyectos seleccionados, dejando su alcance en el trabajo de laboratorio.

De acuerdo con la profundización, duración y grado obtenido, se puede considerar que los doctorados y las maestrías tienden a ser profesionali-zantes en su orientación, pretendiendo ofrecer una formación integral y definiendo un alcance que se focaliza en las aplicaciones industriales. Para-dójicamente no están dedicadas a la investigación.

En contraste, los diplomados, que son más cortos y con una certifica-ción o reconocimiento más limitados, tienden a ser tecnificantes en su orientación, con formaciones específicas relacionadas principalmente con la tecnología seleccionada y con un alcance que sólo llega al laborato-rio de la propia institución.

Partiendo de las propias definiciones de objetivos enunciados en sus propues-tas, que en este caso se retoman, el Doctorado en Sistemas Embebidos de la Escuela Politécnica Superior de Mondragón Unibertsitatea, España, se orienta específica-mente a la investigación como un tercer ciclo formativo de alto nivel del que se espera la realización de un trabajo original que aporte un conocimiento de valor a la comunidad científica, Este doctorado se cursa después del Máster corres-pondiente que destina su esfuerzo a la formación de profesionales capaces de

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innovar, diseñar, desarrollar, evaluar y mantener productos basados en sistemas embebidos garantizando la fiabilidad a lo largo de su ciclo de vida. Desde su objetivo, el Máster considera al sistema embebido como un producto industrial que cumple requerimientos y atención al producto demandado. Cabe destacar que el Doctorado tiene la visión integral del científico y el Máster la tiene del profesional cuyo campo de trabajo es la industria.

La Maestría en Computación: Robótica, Sistemas Embebidos y Cómputo reconfigurable, CINVESTAV Unidad Tamaulipas, tiene como objetivo general preparar especialistas de las ciencias de la computación para aplicar la teoría y las metodologías discipli-nares de manera integral, enfocado a la resolución de problemas en la industria, la enseñanza y la investigación, haciendo énfasis en el sentido de responsabilidad y compromiso con la sociedad y en el aporte al desarrollo nacional.

El Master of Science in Embedded Systems Design de Suiza, se manifiesta por un ca-rácter multi-interdisciplinar en relación con los sistemas embebidos, en especial en el trabajo que se desarrolla en sus laboratorios. Resalta la cooperación escuela – in-dustria y la responsabilidad del valor agregado en los procesos productivos, a ello se suma lo que denominan sentido pragmático ante los problemas industriales. En gran medida bajo el modelo escuela-empresa alemán. Cabe destacar que es el único programa de los analizados que desde el objetivo le da importancia a las habilidades interpersonales como el trabajo en equipo. Se integra a esta idea la gestión de pro-yectos complejos y la sensibilidad para responder al mercado.

La propuesta del Master of Embedded Software Engineering de Beiging reconoce que la oferta existente en sistemas embebidos es limitada en cuanto a habilidades y por ello ofrece, en contraste, la posibilidad de equipar a los estudiantes con un conocimiento interdisciplinario integral combinado con pensamiento científico, especialmente en sistemas, con habilidad de ingeniería en desarrollo y adminis-tración de proyectos complejos de software embebido que envuelve la integración de equipos de diferentes especialidades, a ello se agrega la aptitud relacionada con el aprendizaje constante de nuevas tecnologías.

La Especialidad en Sistemas Embebidos de ITESO, tiene como objetivo formar pro-fesionales expertos en el análisis, diseño e implementación de sistemas embebidos, habilitados para su eficiente aplicación y prueba. Resalta el alcance orientado a que los alumnos construyan y prueben los circuitos electrónicos.

El Diplomado en Diseño e Implementación de Sistemas embebidos, Universidad Au-tónoma de Querétaro, plantea como objetivo desarrollar los conocimientos y

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habilidades necesarias para diseñar sistemas embebidos, desde la especificación de su arquitectura hasta su implementación en una Field Programmable Gate Array, (FPGA), usando las metodologías de diseño de software más utilizadas en la industria, como Top-Down, SpecC y V-Model.

En el caso del Diplomado en Sistemas Embebidos de La Salle, Colombia, el plan-teamiento que se propone es por competencias, indicando cinco orientadas a:

• Seleccióndeplataformas;

• Programacióneficienteenunlenguajedealtonivel;

• Solucióndeunproblema complejoque involucre tareas simples, com-putación universal y máquinas de estados finitos, considerando sistemas SCADA, por sus siglas en inglés Supervisory, Control and Data Adquisition;

• Viabilidaddelsoftware en una arquitectura o la implementación de hardware;

• Integración de un proyecto final con pruebas de operatividad y rendi-miento atendiendo a requerimientos.

El objetivo general del Diplomado en Sistemas Embebidos de la Universidad Santiago de Cali, Colombia, propone actualizar y capacitar en el diseño de soluciones tec-nológicas relacionadas con ARDUINO cuyas herramientas son los sistemas embebidos complejos con bajo costo, reducción de espacio, programación de alto nivel y ca-pacidad de reconfiguración.

La Maestría en Software Embebido de la UAQ y el Programa avanzado de formación de recursos humanos en tecnologías de Información, CINVESTAV Guadalajara, México, no hacen manifiestan sus objetivos educativos.

El cuadro siguiente muestra los resultados de aplicar las categorías enuncia-das en los objetivos que explicitan los desarrollos curriculares documentados, considerando que algunos de los programas no marcan ninguno, dejando en blanco las intersecciones:


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Doctorado en Sistemas Embebidos, Mondra-gón U., España

Maestría en Computación: Robótica, Siste-mas Embebidos y Cómputo reconfigurable, CINVESTAV Tamaulipas, México

Maestría en Software Embebido, UAQ, Queré-taro, México

Master of Science in Embedded Systems Design, ALERI UL, Suiza




Programa avanzado de formación de recursos humanos en tecnologías de Información, PAFTI: Software embebido y Diseño Lógico de Circuitos Integrados & SW embebido, CINVESTAV, Guada-lajara, México




Cuadro 8. Alcance de los objetivos educativos

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12.3.1. Perfil de ingreso

El perfil de ingreso enmarca la serie de características que un candidato re-quiere cumplir para su incorporación al estudio seleccionado. Incluyen tanto el tipo de estudios y grados académicos previos, así como la experiencia labo-ral, y otra serie de habilidades o cualidades personales como sería el dominio del idioma inglés o las capacidades de organizar y dirigir equipos. A esto se suman criterios no escolarizados, la experiencia laboral y otros requisitos.

El rango del perfil profesional puede ir de lo muy focalizado a ciertas forma-ciones antecedentes a muy amplio, aceptando, en este último caso, una gama de profesiones que hacen indistinto que los candidatos provengan de las disci-plinas de informática, computación o electrónica. Esto ocurre de igual manera en los niveles, que pueden colocarse, como referencia, no sólo con el nivel superior terminado, sino también por encima y debajo de las licenciaturas e ingenierías.

Naturalmente que la definición del perfil tiene mucho que ver con el alcance y conjunto de competencias que ofrecen cada propuesta de estudio.

Lo relevante en cuanto a los requisitos de ingreso es lo siguiente:

El Doctorado en Sistemas Embebidos de España tiene como requisito de ingreso, el Máster correspondiente a sistemas embebidos o el equivalente en el marco de una ingeniería orientada a la investigación. El Doctorado es una extensión de esta área; de los programas analizados, es el único posgrado con inclusión focalizada, y requieren que se haya cursado4:

- Metodología de elaboración para la tesis doctoral- Gestión de proyectos de investigación y- Un trabajo final de Máster de 30 créditos denominados ECTS (European

Credit Transfer and Accumulation System, Sistema Europeo de Trans-ferencia y Acumulación de Créditos)5 con el que el estudiante haya acreditado la capacidad de investigación.

El Master of Science in Embedded Systems Design de Suiza, por medio de

4 Cabe aclarar que la información de los requisitos no es clara en cuanto a que se traslapan los cursos, pues se imparten dentro del Máster, como antecedente al mismo Doctorado y después, se incluyen en el mismo proceso de formación de este grado.

5 ECTS indica el número de horas que el alumno debe dedicar al curso. Un crédito ECTS equivale a entre 25 y 30 horas de dedicación e incluye clases, trabajos, actividades, visitas, etcétera. Es decir, todo lo que se necesita para adquirir competencias. Es un sistema centrado en el alumno, no en las clases que da el profesor. La idea viene de tratar de establecer equivalencias educativas en Europa.

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créditos da cabida a bachilleres y a estudiantes con estudios universitarios inconclusos. En contraste, el Diplomado en Diseño e Implementación de Siste-mas embebidos, UAQ, sólo marca el tener conocimientos básicos en sistemas digitales. Todos los demás estudios tienen una inclusión amplia con nivel licenciatura, que inicia por las áreas de especialidad electrónica, compu-tación o informática, y estudios afines.

ITESO requiere 450 puntos puntos TOEFL (Test of English as a Foreign Language) de Inglés. ALERI, pide que el dominio del idioma Inglés sea demostrable. Cabe decir que aunque no se indique, en algunas Universida-des, como la China, y en algunas tareas específicas, el idioma es necesario. Mondragón Unibertsitatea imparte sus cursos en español, inglés y euskara (lengua vasca).

El Diplomado en Diseño e Implementación de Sistemas embebidos, de la Universidad Autónoma de Querétaro, acepta alternativamente a los re-quisitos académicos, el contar con experiencia laboral en el desarrollo de sistemas embebidos dentro de la industria.

Para la Maestría en Computación: Robótica, Sistemas Embebidos y Cóm-puto reconfigurable, CINVESTAV Tamaulipas, es necesario el razonamiento verbal, la expresión oral y escrita, la capacidad integradora, el autodidactis-mo, un alto sentido de responsabilidad y que la empresa donde labore avale el ingreso del profesionista a la Maestría.

El Máster en Sistemas Embebidos de España, adicional al perfil alineado a la electrónica, acepta ingenieros, arquitectos, físicos, y profesionistas ex-tranjeros con estudios equiparables de procedencia europea o no, con el requerimiento de cursar un conjunto de materias.

En los documentos analizados, el Master of Embedded Software Enginee-ring, Beijing, no especifica sus requisitos de entrada.

Es de resaltar el caso de Mondragon porque tiene la mayor diversidad de opciones que plantea en términos de las legislaciones locales. Se requiere la posesión de alguno de los títulos universitarios españoles siguientes: Ingenie-ro Técnico Industrial, especialidad Electrónica Industrial, Ingeniero Técnico en Informática de Sistemas, Ingeniero Técnico de Telecomunicaciones (todas las especialidades), y sus equivalentes de grado, Ingeniero en Electrónica, Ingenie-ro en Informática, Ingeniero de Telecomunicación, y sus equivalentes de Máster.

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También los que estén en posesión de un título adscrito a la rama de Ingeniería y Arquitectura, cursando –de no haberlo hecho antes– 10 ECTS entre las materias de Sistemas digitales y Arquitectura de computadores; y 10 ECTS entre las mate-rias Programación avanzada y Redes de comunicaciones.

Entran también licenciados de Ciencias Físicas (especialidad Electrónica), siem-pre que cursen —de no haberlo hecho antes— 10 ECTS entre las materias Sistemas digitales y Arquitectura de computadores; y 10 ECTS entre las materias Programa-ción avanzada y Redes de comunicaciones.

Los estudiantes con título superior extranjero, expedido por una institución de educación superior del Espacio Europeo de Educación Superior que facultan en el país expedidor del título para el acceso a enseñanzas de Máster también son admiti-dos, aunque en este caso, se aceptará el acceso directo al Máster o el acceso con formación complementaria previa, en función de la equiparabilidad del título extranjero con los requerimientos mencionados.

Se admiten a aspirantes, conforme a sistemas educativos ajenos al Espacio Europeo de Educación Superior, sin que homologuen de sus títulos, previa com-probación de la Universidad que acreditó el nivel de formación equivalente a los correspondientes títulos universitarios oficiales españoles y que facultan en el país expedidor del título para el acceso a enseñanzas de posgrado. En este caso, es posible el acceso directo al Máster o el acceso con formación complementaria previa, en función de la equiparabilidad del título extranjero con los requeri-mientos mencionados.

El cuadro siguiente muestra los requisitos solicitados en cada programa.


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12.3.2. Procedimiento de ingreso

Como es de esperarse, los procedimientos de ingreso tienen que ver con la certi-ficación que ofrece cada tipo de estudio. Es lógico que los doctorados, maestrías y la especialización tengan un carácter formal en comparación con los diploma-dos y el programa. En la mayoría de los casos los requisitos son los que se aplican en la institución.

En los casos más elementales basta cumplir con el perfil, llenar los formatos correspondientes y, cuando corresponda, hacer los pagos solicitados. En otros, hay propuestas formales, exámenes y entrevistas

Las instituciones, en general, no publican en detalle los procesos a cumplir para ingresar.

Cuatro de ellas no los mencionan; incluyendo el Master of Embedded Software Engineering, SS de Beijing.

En el caso del Doctorado y del Máster en Mondragón Universitatea, ex-plícitamente se indica que basta con acreditar los estudios ahí marcados.

Los programas que indican la realización de un examen de conoci-mientos son tres y adicionalmente ITESO requiere que se demuestre el do-minio del inglés al aplicar para el TOEFL.

Las entrevistas son un paso necesario en la Maestría en Computación: Robótica, Sistemas Embebidos y Cómputo reconfigurable, CINVESTAV Ta-maulipas y en la Especialidad en Sistemas Embebidos, ITESO, de Guada-lajara. Es de notar que dichas entrevistas son realizadas por un grupo de expertos de la institución.


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Instituciones Procedimiento


Concluir el Máster de Sistemas Embebidos o los afines para el área de ingeniería. Se solicita cumplir, en algunos casos, con un proceso de formación complementaria otorgada por la misma institución.


- Examen- Entrevista con panel de expertos- Curso propedéutico


- Trabajador activo y con aval de Centro Técnico de Querétaro, CTQ- Solicitud de admisión- Carta de motivos


Examen de admisión aplicado por un co-mité quien decidirá, además, con base en el curriculum vitae. Para universidades fue-ra del sistema de créditos ECTS, deberán especificar horas de cada curso que cuan-do cumplen con los requisitos oficiales.


Criterios de admisión: el currículo acadé-mico de los alumnos (formación previa acreditada) y su expediente académico. No se establecen criterios de acceso y con-diciones o pruebas de ingreso especiales.


No especifica.


- Examen de Inglés TOEFL (al menos 450 puntos).

- Entrevista con el comité de la especialidad.

- Examen de admisión y curso Propedéutico

Programa avanzado de formación de recursos humanos en tecnologías de In-formación, PAFTI: Software embebido y Diseño Lógico de Circuitos Integrados & SW embebido, CINVESTAV, Guadalajara, México

No especifica.

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No especifica.

Diplomado en Sistemas Embebidos, UNISA-LLE, Colombia

No especifica.


Solamente se indica forma de pago.

Cuadro 10. Procedimiento de ingreso

12.3.3. Perfil de egreso

El perfil de egreso focaliza el logro del estudiante al concluir el programa de es-tudios. En este sentido, puede definirse con cuatro dimensiones que dan cuenta de la actuación profesional: campo, modo, alcance y pautas. Adicional a ello, también puede especificar una intencionalidad que encamina al estudiante ha-cia ciertas funciones en los procesos productivos de los sistemas embebidos.

• Elperfil tieneun campo de actuación central relacionado con la investi-gación, la aplicación en la industria o la educación. El programa puede combinar dos de las tres orientaciones o incluso incorporar las tres.

• Tambiéndistinguemodos de actuación, entendidas como el desarrollo de la capacidad esencial sobre la cual el egresado proyectará su desempeño profesional. Cuando un modo de actuación no se encamina al que el sec-tor productivo requiere, el trabajo de conversión implica un costo alto que absorbe la industria y otro se agrega al costo de formación escolari-zada. Definir y en consecuencia desarrollar al estudiante en el modo de actuación pertinente, tendrá el doble beneficio: para él y para la empresa, además de reducir los costos que las diferentes instancias están actual-mente asumiendo. En este caso los modos de actuación se definen como: diseño, gestión, manufactura, emprendimiento, investigación y docencia. Los primeros se originan de los propios procesos productivos y los dos últimos, son comunes de las instituciones educativas (Valladares, 2011)6.

6 El modo de actuación es una forma de resaltar la importancia que tiene el hecho de que un proceso formativo no se quede a nivel de comprensión, sino que vaya más allá, a la posibilidad de incidir en el entorno. Esta dimensión se retoma de los planteamientos que hace Valladares, Liliana (2011). Las competencias en la educación científica. En Perfiles Educativos v. XXXIII, No. 132. México, IISUE, UNAM.

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• Elalcance de la actuación dentro de los sistemas embebidos, tiene que ver con los procesos productivos en sus distintas fases: el análisis y el diseño, el desarrollo del hardware, el desarrollo del software, la integración y prue-bas, la liberación y el mantenimiento, y por supuesto el mismo proceso productivo reconocido como ciclo de vida de los sistemas embebidos y su administración.

• Como parte del perfil de egreso se identifican pautas de actuación necesarias que se requieren para la interrelación y manejo de personal. Cabe decir, que este tipo de habilidades forman parte esencial de los requisitos de contrata-ción en las empresas. En la interrelación encontramos dos dimensiones: la comunicación y la negociación, así como el trabajo en equipo y el liderazgo; como parte de la gestión de personal se distinguen la autogestión, el autocon-trol, el aprendizaje y la creatividad.7

De igual manera que en el proceso de ingreso, el perfil de egreso no suele ser un asunto tratado en la publicación de los programas de estudio en software o sistemas embebidos. Se puede considerar que el Máster en Sis-temas Embebidos de España es el único con un espectro amplio en todas las dimensiones analizadas, siendo desde el punto de vista del perfil, el programa que se plantea formar al profesional más completo en el tema de embebidos.

El Doctorado en Sistemas Embebidos de España orienta a sus egresados a la inves-tigación y rescata tres pautas de actuación: comunicación y negociación, desarro-llo personal y autoaprendizaje.

La Maestría en Software Embebido de la UAQ plantea un egresado dual en el campo de la industria y la investigación con una actuación delimitada en el análisis y diseño, el desarrollo de software y la liberación de productos y el mantenimiento. Considera en su perfil un espectro amplio en cuanto a la actuación, tocando tanto las dimen-siones personales (autogestión y autocontrol, aprendizaje y creatividad) como las interpersonales (comunicación y negociación, trabajo en equipo y liderazgo).

El Máster en Sistemas Embebidos de España sólo deja fuera de mención el cam-po escolar y el modo de actuación docente. Desde el punto de vista del proceso deja fuera el hardware y la integración y la prueba de los productos.

7 Diversas fuentes marcan la caracterización de las habilidades blandas o softskills, de tal manera que aquí se retoman las que resultan del propio análisis, sin dar preferencia a un esquema espe-cífico al respecto.

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Los dos diplomados colombianos proponen un alcance centrado en lo escolar relacionado con el diseño. En el caso de ITESO aun cuando sus documentos técni-cos son muy completos no explicitan estas cuatro dimensiones del perfil de egreso.


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12.4 Modelo y enfoque educativo

Un modelo educativo se caracteriza por la forma en que se conciben y orga-nizan de manera intencional y sistematizada los elementos que intervienen en el proceso de enseñanza aprendizaje, y por los roles y funciones de los actores que intervienen, considerando precisamente a uno de ellos, el estudiante, como elemento detonador, es lo que caracteriza un modelo educativo (Ávila Muñoz, Patricia y Gabriela García Acosta, 2006)8.

• Laprimeradimensióndelmodeloeducativoeselsujeto que aprende, reco-nocido por sus características psicosociales en cuanto a su edad, interés, condiciones para estudiar, entre otras. Este tipo de datos son fundamen-tales porque ajustan el proceso educativo para que responda a su perfil psicopedagógico.

• La segunda dimensión es el objeto de conocimiento en cuanto a las característi-cas de los sistemas embebidos y los tipos de conocimientos que configuran su comprensión y aplicación. Se trata de ubicar la forma o formas en que se les conoce, lo que lleva a la didáctica especial para el tema, misma que de ma-nifestarse, distingue los aspectos peculiares que salen de la electrónica, la física, la programación o los sistemas en general.

• Laterceradimensiónenjuegoenlosmodeloseducativoseselaprendizaje; que conlleva una concepción del sujeto en cuanto a la forma en que se apropia de los conocimientos y desarrolla las habilidades. Esta definición y la manera en que los docentes lo conciben en su realidad cotidiana, determinan las características del proceso. Suele ocurrir que sin una de-finición de este tipo, la enseñanza y en consecuencia el aprendizaje se mantiene con prácticas arcaicas que, desde la visión y los avances de la Pedagogía y las ciencias en las que se sustenta, han sido superadas y los resultados, además de limitados, son escasamente efectivos. Se plantea en-tonces la necesidad de reconocer en los diseños curriculares la expresión de cómo se piensa y se concibe la estrategia de aprendizaje.

• Lacuartadimensióneselmétodo de enseñanza aprendizaje que se manifies-ta en una propuesta curricular cuando se indica cómo debe ocurrir el

8 En este sentido se configuran los modelos educativos de acuerdo con Ávila Muñoz, Patricia y Gabriela García Acosta (2006). Propuesta de modelo integral para la incorporación de las tecnologías de la información y la comunicación en la educación. En Revista de Tecnología y Comunicación Educativas. No. 42 y 43. Enero- diciembre. México, ILCE.

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proceso educativo. Entre esos momentos se encuentra la relación teoría – práctica, la forma de inducir al grupo a los temas, el aterrizaje de las experiencias de apropiación y en especial las prácticas de apropiación de conocimiento, así como la forma en que se reconoce que el sujeto ha aprendido al evaluarlo, calificarlo o certificarlo.

• La quinta dimensión define los ámbitos de aprendizaje; es decir a aquellos lugares físicos o virtuales en los que ocurre el proceso educativo. En este sentido, hay una afectación del aprendizaje que debe ser previsto en el mo-delo, si los procesos ocurren en un salón de clases, en una sala de conferencias, en un laboratorio, en campo, en la industria o en ambientes virtuales. Tam-bién cuenta la secuencia en que se combinan dichos ámbitos.

• Lasextadimensióneselrol del docente, que desde el nombre que se le dé (profesor, instructor, facilitador, coaching, tutor, etcétera) indica el papel que va a desempeñar. La forma de emprender la tarea de la enseñanza no se sustenta en el libre albedrío sino en responder a los fundamentos que integran los elementos de la didáctica para movilizar al estudiante hacia la meta académica. Es el docente, al fin de cuentas, el encargado de aco-modar cada elemento del modelo para promover el interés y el logro de los aprendizajes.

En general, el modelo educativo es un elemento ausente en los documentos anali-zados. Resaltamos el Master of Embedded Software Engineering de Beiging que define el objeto de conocimiento de los sistemas embebidos y en la Especialidad en Sistemas Embebidos de ITESO, en su solicitud de REVOE da toda una idea de su modelo edu-cativo anclándolo desde su visión; se destaca también su sentido integrador para la vida, su carácter práctico que aterriza en actividades de laboratorio, proyectos y productos y una labor tutorial que atraviesa todo el proceso educativo.

La siguiente tabla enumera la forma en que el modelo educativo se expresa o identifica en las propuestas curriculares.


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Detalle del modelo

Doctorado en Sistemas Embebidos, Mondragón U., España

Maestría en Computa-ción: Robótica, Sistemas Embebidos y Cómputo reconfigurable, CINVES-TAV Tamaulipas, México

Maestría en Software Em-bebido, UAQ, Querétaro, México

Master of Science in Em-bedded Systems Design, ALE-RI UL, Suiza

Máster en Sistemas Em-bebidos, Mondragón U., España

Master of Embedded Soft-ware Engineering, SS of Bei-jing. UAA, China

Caracterización del campo de estudio de los sistemas embebi-dos, sus técnicas y requerimien-tos de conocimiento. Diferencia con otros sistemas. Considera-ciones sobre métodos, técnicas y herramientas de desarrollo

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Especialidad en Sistemas Embebidos, ITESO, Gua-dalajara, México

Define una formación integral para la vida.Sujeto en acción que entreteje sus aprendizajes.Método significativo, colaborativo, situado, reflexivo y transferible.Conocimiento por diálogo entre actores, disciplinas, lenguajes, experiencias, posturas epistemo-lógicas y éticas.Proceso apoyado en tutorías.Sentido práctico y metodológico en laboratorios, desarrollo de pro-yectos y productos específicos.

Programa avanzado de formación de recursos humanos en tecnologías de Información, PAFTI: Software embebido y Di-seño Lógico de Circuitos Integrados & SW embebi-do, CINVESTAV, Guadala-jara, México

No especifica

Diplomado en Diseño e Implementación de Sis-temas embebidos, UAQ, Querétaro, México

No especifica

Diplomado en Sistemas Em-bebidos, UNISALLE, Colom-bia

No especifica

Diplomado en Sistemas Em-bebidos, USC, Colombia

No especifica un modelo como tal, pero si distingue lo que de-nomina una metodología basada en clases magistrales y prácticas de laboratorio.

Cuadro 12. Modelo educativo

* E – A. Enseñanza - Aprendizaje

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12.5. Estructura curricular

12.5.1. Formación básica

Las Matemáticas, Física y Química son disciplinas científicas fundamentales para la formación en Ingeniería; de igual manera resaltan la computación y los sistemas. Aunque su tratamiento en las líneas de formación ingenieril es intensivo, no necesariamente se debe dar por descontado que los egresados de licenciatura dominan los temas mencionados. Se explora, entonces, si las trayectorias curri-culares los consideran en sus estructuras temáticas.

Como resultado del análisis se encuentra que no es una intención que los estudiantes de estas propuestas educativas lleven asignaturas de for-mación básica, que se cumplen en las licenciaturas. De manera escasa se plantea la formación en Matemáticas y de ninguna forma se aborda Quí-mica y Física. También se asume la necesidad de retomar el tema de los algoritmos. Todos estos temas son parte del Currículo de bachillerato y las licenciaturas mexicanas.

El Doctorado en Sistemas Embebidos de España, dada su orientación y alcance, no explicita requerimientos formales sobre conocimientos básicos. Lo mismo ocurre con su programa del Máster en Sistemas Embebidos.

La Maestría en Computación: Robótica, Sistemas Embebidos y Cómputo reconfigura-ble, de CINVESTAV Tamaulipas, en de lo que denominan “Núcleo” (secuencia de cursos al inicio de la Maestría), ubican dos materias básicas opcionales denomi-nadas “Matemáticas discretas” y “Análisis y diseño de algoritmos”, ya que el requisito es cursar cuatro de ocho propuestas; el otro conjunto de cursos se orientan al software, la programación y la arquitectura de computadoras.

La Maestría en Software Embebido de la UAQ sólo presenta un tema básico en el tercer cuatrimestre, que se refiere a Algoritmos y estructuras de datos.

El Master of Science in Embedded Systems Design de Suiza incluye Matemáticas como tema de estudio introductorio, con especificidad en estadística y transformadas.

El Master of Embedded Software Engineering de Beiging, sólo incluye Matemáti-cas al inicio de la formación.

El Diplomado en Diseño e Implementación de Sistemas embebidos, UAQ, incorpora Algebra booleana, funciones lógicas, tablas de verdad y la distinción entre pa-

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rámetros y constantes en diferentes puntos de la trayectoria educativa y como subtemas.

La Especialidad en Sistemas Embebidos, de ITESO, el Diplomado en Sistemas Em-bebidos de la Universidad La Salle y el Programa avanzado de formación de recursos humanos en tecnologías de Información, PAFTI: Software embebido y Diseño Lógico de Circuitos Integrados & SW embebido, de CINVESTAV, Guadalajara, no especifi-can temas de formación básica.

El Diplomado en Sistemas Embebidos de la Universidad de Santiago de Cali, en Colombia, no incluye como unidades temáticas aspectos de formación básica, pero considera temas básicos sobre vectores y matrices y Transformadas de Fou-rier como parte de la introducción al lenguaje de programación VHDL (este acró-nimo está formado por dos conceptos: VHSIC Hardware Description Language y VHSIC que se refiere a Very High-Speed Integrated Circuit).

Los siguientes son los hallazgos encontrados:

InstitucionesTemas de formación básica incorporados

a los programas


Ninguno


En los temas del núcleo (inicial):

Matemáticas discretas (opcional)

Análisis y diseño de algoritmos (opcional)

Cursos sobre software, programación y ar-quitectura de computadoras

Cursos sobre software, programación y ar-quitectura de computadoras

Maestría en Software Embebido, UAQ, Que-rétaro, México

Algoritmos y estructura de datos en el ter-cero y cuarto cuatrimestre


Matemáticas (estadística y estructura de datos) de manera introductoria


Ninguno


Matemáticas, al inicio

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Ninguno

Programa avanzado de formación de re-cursos humanos en tecnologías de Infor-mación, PAFTI: Software embebido y Diseño Lógico de Circuitos Integrados & SW em-bebido, CINVESTAV, Guadalajara, México

Ninguno


Algebra booleana, funciones lógicas, ta-blas de verdad y distinción entre paráme-tros y constantes


Ninguno

Diplomado en Sistemas Embebidos, USC, ColombiaComo subtemas, vectores, matrices y Transformadas de Fourier

Cuadro 13. Formación básica

12.5.2. Áreas disciplinares

Aquí se hace referencia a las líneas en las que se organiza un plan de estudios. Su identificación permite reconocer aspectos relevantes del Currículo relacionados con la continuidad o secuenciación, la gradualidad y la complejidad de los temas y su pertinencia en torno a los sistemas embebidos (ver descriptivos de los progra-mas en el anexo F).

En este caso, se reconoció la articulación vertical y horizontal de cada Currículo de acuerdo con la propia configuración de cada programa, lo cual proporciona una idea del tipo de formación que reciben los estudiantes, más allá de los objetivos que se planteen. No es posible realizar un cruce exhaustivo pues las concepciones con las que se estructuran los programas son muy diferentes.

La dimensión que concentra este análisis es la estructura curricular, vista como las trayectorias disciplinares o temáticas y su lógica para cumplir el fin.

El doctorado solo tiene una línea articuladora: la investigación.La articulación de la Maestría en Computación: Robótica, Sistemas

Embebidos y Cómputo Reconfigurble del CINVESTAV, Tamaulipas, es un complejo de opciones en el cual los embebidos son una de siete dela pro-puesta, que además, pueden ser mezcladas, con lo cual el tema de nuestro interés no resulta central, como se menciona en el título.

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El Master of Science in Embedded Systema Design ALERI UL, Suiza opta por una secuencia técnica a la que incorpora el aspecto de los negocios.

El Master en Sistemas Embebidos de España, estructura su planteamiento en torno a los procesos productivos.

Doctorado en Sistemas Embebidos, Mondragón U., España

Investigación

Centrado en el desarrollo de habilidades de investigación de tal manera de que toda la propuesta educativa tiene un carácter de formación avanzada en l aplicación de técnicas para ese fin.

Cuadro14. Áreas disciplinares del Doctorado en Sistemas Embebidos, Mondragón U., España

Maestría en Computación: Robótica, Sistemas Embebidos y Cómputo reconfigurable, CINVESTAV Tamaulipas, México

Áreas de especialización

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eCursos del núcleo Cursos de especialización Especialización

Los ocho cursos del núcleo son. Matemáticas Discretas, Análisis y Diseño de Algoritmos, Progra-mación Orientada a Objetos, Ingeniería de Software, Sistemas Operativos, Arquitectura de Computadoras, Bases de Datos y Lenguajes de Programación. Se toman sólo cuatro.

Los formativos en embebidos son Redes de com-putación, Cómputo móvil, Computación paralela, procesamiento de imagen.

Los de especialización son Robot móviles inteli-gentes, Sistemas empotrados, Cómputo reconfi-gurable, Visión por computadora, Seguridad en sistemas de información, Tópicos selectos en redes de computadora.

Considerar que cada área tiene su línea de cursos

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Cursos de temas de tesis, seminarios de titulación y desarrollo en laboratorio

Sistemas embebidos es una de las siete áreas de especialización de esta maestría y los embebidos no son su único foco de atención como el nombre del posgrado lo indica.En cada año se toman 12 cursos y el segundo se concentra en la elaboración de la tesis. En los cursos del primer año se tiene un núcleo básico y luego otro conjunto de cursos formativos y de especialización. La posibilidad de selección incluyendo temas de otras especialidades e incluso externos es amplia.

Cuadro 15. Áreas disciplinares de la Maestría en Computación: Robótica, Sistemas Embebidos y

Cómputo reconfigurable, CINVESTAV Tamaulipas, México


Área básica

Introducción a los sistemas de información y computadoras, programación orientada a objeto, diseño de interfaces, y algoritmos de estructuras de datos.

Área de dominio técnicoProgramación de bajo nivel, sistemas de bases de datos, programación distribuida, entre otras.

Área de investigación Seminario de investigación, Proyecto de tesis.

Materias especializadas aplicativas

Sistemas embebidos y sistemas operativos en tiempo real, pruebas de software en sistemas embebidos, Sistemas digitales mi-crocontroladores y DSPs, entre otras.

Se conforma de un área básica, otra de dominio técnico y una más de investigación. En la parte final, sin que se le considere como un área, se toman en cuenta materias denominadas especializadas aplica-tivas que son las que realmente abordan los sistemas embebidos ya que se considera que esta Maestría tiene como base la formación común en habilidades generales de software; la propuesta dice que el egresado tiene un conocimiento integrador del área de programación y de sistemas con las competencias requeridas para el desarrollo de software embebido, y así se aplica ya que son los dos últimos cuatri-mestres los dedicados a embebidos, posterior a una preparación específica para el desarrollo de la tesis.

Cuadro16. Áreas disciplinares de la Maestría en Software Embebido, UAQ, Querétaro, México


Asignaturas introductorias, como Matemáticas, C/C++, diseño lógico, VHDL, Linux, Java, y otros lenguajes.

Arquitectura de computadoras, compiladores, controladores, diseño de tecnologías.

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Diseño y programación de procesadores, sistemas operando en tiempo real, procesa-miento de señales digitales, entre otros.

Microelectrónica, algoritmos para comunicación inalámbrica, validación, verificación, etcétera. Inicia formación alternativa en negocios.

Arquitecturas avanzadas y redes de trabajo en chip. Con la formación alternativa de negocios.

Titulación en colaboración con la empresa.

La trayectoria de formación propuesta en este Máster se estructura en un proceso de complejidad técni-ca. Considera una formación introductoria y una salida alterna al proyecto en empresa que se refiere a la formación en negocios, la parte técnica considera la formación académica para un doctorado.

Cuadro 17. Áreas disciplinares del Master of Science in Embedded Systems Design, ALERI UL, Suiza


Módulo I. Diseño, innovación y confiabilidad

Módulo II. Desarrollo, validación y gestión del ciclo de vida

Módulo III. Mantenimiento. Normativas, certificaciones e investigación

Itinerario alterno de investigación

Módulo IV. Trabajo de fin de MásterOrientado a las prácticas de profesionali-zación en empresa o a la construcción e habilidades para la investigación

Es un Máster orientado a cubrir el ciclo de vida de los sistemas embebidos en tres fases que engloban el diseño, el desarrollo; la validación y la gestión; y el mantenimiento, y las normativas, certifica-ciones. Tiene una salida a las competencias para la investigación con miras a la continuidad de los estudios en el doctorado.

Cuadro 18. Áreas disciplinares del Máster en Sistemas Embebidos, Mondragón U., España


Cursos básicos requeridosInglés, Matemáticas, Escritura, Comunicación, Ética y Plan de carrera

Curso de ingeniería de software requeridos

Métodos, procesos, Management y lecturas sobre nuevas tecnologías

Cursos de especialidad requeridos (sobre sistemas y software embebido)

Sistemas operativos, Análisis, diseño y pruebas de software embebido

Cursos electivos de especialidadBases de datos, móviles, DSP, algoritmos, entre otros.

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PrácticaAcompañada de una formación para la práctica y el diseño de tesis.

La estructura del Máster considera un recorrido de complejidad, considerando primero, dotar al es-tudiante de los elementos básicos que se requieren para esta formación, después, un acercamiento a los sistemas embebidos con una visión de ingeniería para concluir con la especialización que inicia con un panorama sobre sistemas embebidos que desencadena la práctica vinculada a la empresa. Los cursos básicos incluyen lo que se conoce como habilidades blandas.

Cuadro 19. Áreas disciplinares del Master of Embedded Software Engineering, SS of Beijing. UAA, China


Sistemas embebidos

Proyectos con tutoría

Ingeniería de software

Diseño de sistemas operativos

Desarrollo de software de comunicaciones

Aplicaciones con SO en ambientes comerciales

La trayectoria de esta especialidad es sencilla y orientada a las aplicaciones con sistemas operativos en ambientes comerciales. Hay un peso importante en la tutoría de los proyectos y, en contraste, no se aclaran las asignaturas a tomar en el tercero y último periodo de la especialidad. Hay un acer-camiento al tema de los sistemas embebidos y la ingeniería de software y después una orientación hacia el diseño de sistemas operativos.

Cuadro 20. Áreas disciplinares de la Especialidad en Sistemas Embebidos, ITESO, Guadalajara, México

Programa avanzado de formación de recursos humanos en tecnologías de Información, PAFTI: Software embebido y Diseño Lógico de Circuitos Integrados & SW embebido,

CINVESTAV, Guadalajara, México

Curso de software embebido Curso de diseño lógico de circuitos inte-grados & SW embebido

Ingeniería de software Diseño digital

Unix y C Lenguajes para verificación de CI

Protocolos de comunicación DOO & C++

Open GL ES2.0 Sistemas embebidos

Proyecto Proyecto

Inglés TOEIC Inglés TOEIC

Dinámicas de grupo Dinámicas de grupo

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En dos secuencias independientes, la propuesta de este programa avanza en la búsqueda de una espe-cialización en software embebido y el diseño de circuitos lógicos. Sin más información que los temarios. En el primer caso, parten de un acercamiento a la ingeniería de software, para recorrer con cierta profundidad, por la duración del curso, diferentes lenguajes. El segundo retoma los lenguajes para la verificación de circuitos integrados y se centra en el diseño digital. La lógica de la secuencia en ambos casos no es tan clara; la ubicación del proyecto, junto con el requerimiento del inglés y el desarrollo del tema sobre dinámicas de grupo, además de la propia pertinencia de los temas técnicos así lo muestra.

Cuadro 21. Áreas disciplinares del Programa avanzado de formación de recursos humanos en tec-

nologías de Información, PAFTI: Software embebido y Diseño Lógico de Circuitos Integrados & SW

embebido, CINVESTAV, Guadalajara, México


Fundamentos de sistemas embebidos

Requerimientos

Conceptos fundamentales en VHDL

Validación y verificación

Proyecto final

En este diplomado la trayectoria es específicamente relacionada con el software embebido, yendo desde los requerimientos hasta las pruebas de verificación y la realización de un proyecto final. Consideran su implementación en FPGA para lo cual usan VHDL. Siendo el hardware delimitado a este tipo de aplicaciones. Como los títulos de dos módulos lo indican, su alcance se encuentra en lo fundamental.

Cuadro 22. Áreas disciplinares del Diplomado en Diseño e Implementación de Sistemas embebidos,

UAQ, Querétaro, México


Introducción al uso de sistemas embebidos

Metodologías de diseño

Aplicaciones a sistema SCADA

Manejo de periféricos


El plan se articula en torno al diseño de sistemas embebidos orientados a la industria aunque esa rela-ción no se aclara en tanto si se define que se realizan proyectos en laboratorio. La secuencia temática se divide en un módulo introductorio y cuatro más que se orientan a la definición de un proyecto específico de carácter industrial, entendiéndose esto como un sistema que implementar tareas de monitoreo, control de salidas y entradas digitales y procesamiento digital de señales.

Cuadro 23. Áreas disciplinares del Diplomado en Sistemas Embebidos, UNISALLE, Colombia

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Lenguaje de programación VHDL

Procesamiento de señales sobre FPGA

Lenguaje C aplicado a ARDUINO

Arquitectura PSoC

El plan se articula en torno al diseño de sistemas embebidos con la plataforma ARDUINO; en ese sentido la secuencia es temática, dividida en 4 módulos que orientados a la construcción de un proyecto específico cuyo origen no se justifica, es decir, no se reconoce si trabajan sobre un proyecto preestablecido, aunque así parece serlo. El trayecto de temas lo determinan los conocimientos que se requieren para llegar a construir el proyecto.

Cuadro 24. Áreas disciplinares del Diplomado en Sistemas Embebidos, USC, Colombia

12.5.3. Orientaciones al proceso productivo

Un parámetro que puede dar indicios sobre la pertinencia de los estudios ana-lizados es el traslape de la propuesta académica para atender los procesos pro-ductivos.

Naturalmente que la complejidad y la diversidad de las estructuras curricu-lares no permite analizar variables como la duración de las asignaturas o sus requisitos y subtemas, por dar algunos datos. Así que sólo se mantendrán visibles, para este caso, las secuencias y los macroprocesos productivos, junto con otros elementos de composición académica y de competencias laborales pero que son evidentes en las estructuras curriculares.

Así los programas, para su análisis, se van a insertar en las siguientes dimen-siones de acuerdo con el esquema de procesos (Chapela, et. al. 2013)9.

MACROPROCESOS

I. Administración ciclo de vida


III. Desarrrollo de Hardware

IV. Desarrollo de Software


9 Leonardo Chapela C. Descripción de los procesos de desarrollo de los sistemas embebidos, Anexo 2, Cuaderno de trabajo INFOTEC no. 5, Julio 2014

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VI. Administración del prototipo

VII. Manufacura en serie

VIII. Aplicaciones

FORMACIÓN BÁSICA

Matemáticas

Sistemas

Programación

Computación,

Electrónica, TIC

PROYECTO

Desarrollo de proyecto en la industria

Desarrollo de proyecto en la institución escolar

INVESTIGACIÓN

Métodos de investigación

Elaboración de tesis y documentos científicos

HABILIDADES

Gerenciales

De negocio

Emprendimiento

Desarrollo personal

Comunicación

Trabajo en equipo

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IDIOMA

Inglés

A nivel de asignaturas o materias:

El macroproceso I. Administración ciclo de vida, es el detonador del Máster en Sistemas Embebidos de España. En la Maestría en Software Embebido de la UAQ está en los temas finales. Las demás maestrías no lo refieren.

El macroproceso II. Análisis y diseño, como pudiera esperarse, no es un punto de atención.

El macroproceso III. Desarrollo de hardware, está presente de manera puntual, en cualquier punto de la trayectoria curricular, inserta entre los temas de software.

El macroproceso IV. Desarrollo de software, articula todos los progra-mas de estudio.

El macroproceso V. Integración y pruebas, se incorpora en cuatro de las maestrías, usualmente como culminación de una secuencia de temas de software.

El Macroproceso VI. Administración del prototipo, como tema de es-tudio, no está presente, al igual que el VII. Manufactura en serie.

Las aplicaciones, es decir los usos de los sistemas embebidos no son motivo que orienten los temas en las maestrías.

La formación básica, se toca de manera muy acotada en algunas maes-trías y las habilidades personales e interpersonales son motivo de formación en el Master de Suiza.

El desarrollo de los proyectos es una actividad inherente a los progra-mas de estudio que tiende al ámbito industrial y en casos puntuales es específicamente colocado dentro de la escuela.

A nivel de la especialidad, el programa y los diplomados, la prevalencia del software es menos contundente. Y el hardware, forma el eje conductor en los diplomados de la UdeQ y UNISALLE, mismos estudios que si hacen un trabajo de análisis y diseño.

A continuación se muestran los cuadros de cruce.

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Cuadro 25. Articulación del plan de estudios y los macroprocesos de producción de sistemas embebidos

12.5.4. Alcance central Doctorado en Sistemas

Embebidos,Mondragón U. España

Maestría en Software Embebido,UAQ,Querétaro, México

Maestría en Computación: Robótica, Sistemas Embebidos y Cómputo

reconfigurable, CINVESTAV

Master of Science in EmbeddedSystems Design, ALERI, UL, Suiza

Master en Sistemas Embebidos,Mondragón U.,

Master of Embedded SoftwareEingineering, SS of Beijing. UAA,

China

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El Currículo se construye en un espacio social en el que intervienen diferentes actores, por ello, su integración es reflejo de las fuerzas que participan en su definición. El resultado obtenido es la orientación central que marca su perti-nencia para la sociedad, por encima de los desajustes e incluso contradicciones que pueda presentar al interior.

En los sistemas embebidos, se reconoce la necesidad del diseño, por sobre otras competencias que antes se planteaban en el Currículo tecnológico, como el mantenimiento de equipos. Cuando se trata de un nivel posgrado, junto con el diseño, existe un elemento determinante que es la investigación.

El alcance central de las propuestas curriculares establece tres dimensiones.

• Diseño en laboratorio. Cuando las prácticas y actividades expresadas en el

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currículo no alcanzan a ser tocadas por el contexto en atención a requeri-mientos con viabilidad a ser producidos y comercializados. Se desarrolla e incluso realiza la aplicación, pero el problema es abstraído de la realidad y sus complejidades.

• Diseño en la empresa. Cuando las prácticas y actividades, surgen de las em-presas, o los estudiantes las generan en esos ámbitos con el fin de inser-tarse en el sector productivo y atender una necesidad reconocida que a través del levantamiento de requerimientos se precisa una solución viable en su producción y comercialización.

• Investigación. Cuando se da peso a aspectos metodológicos y a la elabora-ción de planteamientos teóricos con el fin principal de ser documentados.

De las propuestas curriculares analizadas, el Doctorado y una Maestría se centran en la investigación.

Una de las maestrías tiene una doble salida y alcance: el diseño en la empresa y la investigación.

Las tres maestrías restantes (una de ellas nacional) están relacionadas con la empresa y la atención de las necesidades productivas.

La especialidad y los diplomados centran su alcance en el diseño en laboratorio.

El alcance central de los planes de estudio analizados es el siguiente.

(Ver tabla en la siguiente página)

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Doctorado en Sistemas Embebidos, Mondragón U.10

Cuadro 26. Alcance Central

10 Se trata de la formación final del Máster que se orienta específicamente a desarrollar a los doc-torantes en investigación

Institución

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Apl

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Doctorado en Sistemas Embebidos, Mondragón U11.

Maestría en Computación: Robótica, Sistemas Embebidos y Cómputo reconfigurable, CINVESTAV, Tamaulipas

Maestría en Software Embebido, UAQ

Master of Science in Embedded Systems Design, ALERI UL

Máster en Sistemas Embebidos, Mondragón U.

Master of Embedded Software Engineering, SS Beijing.

Especialidad en Sistemas Embebidos, ITESO

Programa avanzado de formación de recursos humanos en tecnologías de Información, PAFTI: Software embebido y Diseño Lógico de Circuitos Integrados & SW embebido, CINVESTAV, Guadalajara, México

Diplomado en Diseño e Implementación de Sistemas embebidos, UAQ

Diplomado en Sistemas Embebidos, UNISALLE

Diplomado en Sistemas Embebidos, USC

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Capítulo 13.

Panel de Expertos

ACET e INFOTEC

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Como parte del trabajo de diseño de la Maestría en Sistemas Embebidos se llevó a cabo una consulta a expertos los días 7 y 8 de noviembre de 2013 en la ciudad de México. Se invitaron a líderes en el desarrollo, enseñanza e investigación en sistemas embebidos de la industria y la academia y a un equipo asesor que con-formó la empresa de consultoría Aseguramiento de la Calidad en la Educación y en el Trabajo, ACET.

La consulta a expertos busca recuperar la experiencia y visión que han de-sarrollado los profesionales durante varios años y en diferentes contextos, tanto académicos como industriales.

El proceso de consulta estuvo diseñado para lograr un acuerdo básico entre los participantes y construir colaborativamente una propuesta que responda a las expectativas y necesidades de los diferentes grupos representados por los ex-pertos.

La consulta se estructuró a partir de los datos obtenidos en trabajos previos y que se muestran en los diferentes apartados del presente diagnóstico.

El objetivo de la consulta fue construir y consensuar de forma colaborativa un perfil de egreso para una Maestría en sistemas embebidos.

La estructura de la consulta se determinó siguiendo el enfoque funcional de construcción de un perfil de referencia para una especialidad. En este enfoque el punto de partida es la función que cumplirá el especialista en el contexto de la industria o campo de acción profesional, por lo que es necesario visualizar, con base en la experiencia de los participantes, un contexto futuro de la industria. Como parte de esta visión se describen las tareas o retos que enfrentarán los es-pecialistas para de ahí derivar las competencias específicas que deberán dominar para poder afrontar o resolver dichas tareas. La descripción del contexto en el cual se ejercerá la profesión permite identificar un conjunto de competencias transversales que califican a las competencias específicas.

Figura 60. Relación competencias

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Se trabajó en tres etapas:

• Visión de futuro de la industria y retos para los especialistas en sistemas embebidos a nivel maestría.

• Competencias de egreso que deberán desarrollar los estudiantes de la maes-tría en sistemas embebidos.

• Estrategias de formación.

A la consulta se invitaron a 24 especialistas (Anexo G):

• 14 de la industria

• 4 de la academia

• 6 de INFOTEC

13.1. VISIÓN

En las investigaciones previas realizadas por INFOTEC se llegó a la conclusión que los sistemas embebidos son una posibilidad económica real, actual y futura, para el país. El propósito de consensuar una visión de futuro al 2020 es contar con un referente que sirva para enmarcar las tareas o retos que enfrentarán los egresados de la maestría y, al mismo tiempo, bosquejar un horizonte deseable a cuya construcción puedan contribuir. El horizonte de tiempo se escogió en siete años tomando en consideración la velocidad de actualización de las tecnologías en este campo.

Como resultado del ejercicio de reflexión por grupos y posteriormente de forma colectiva se des¬criben los siguientes apartados:

• La industria.

• Las tareas y retos.

• La formación.

13.1.1. La industria

En las empresas crecerán los equipos de desarrollo de software mientras que los de hardware tenderán a salir para convertirse en empresas de proveeduría.

En este tema en los grupos se presentó una contradicción, por un lado al-gunos de los especialistas se refieren a una tendencia de demanda de software

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embebido en contraste con la demanda de hardware embebido que tiende a pro-fundizar la especialización; y por otro, se aprecia una tendencia al diseño por encima de las actividades de maquila.

Se impondrán requerimientos ambientales y sociales sobre los tecnológicos. La orientación al cliente, normatividad gubernamental, consumo de energía y seguridad recaerán como responsabilidades civiles particulares.

Crecerá la demanda de sistemas con confiabilidad 24 por 7. La seguridad informática será uno de los aspectos que más se desarrollará en el futuro.

Características y necesidades que se estima se presentarán en los próximos años:

• Emergencia de nuevas tecnologías en la electrónica.

• Incremento de software open source.

• Industria interrelacionada internacionalmente con retos multiculturales.

• Instalación de equipos multidisciplinarios.

• Metodologías más ágiles de control de calidad.

• Mayor complejidad en los sistemas.

• Dispositivos más pequeños, más seguros y con alta capacidad de procesamiento.

• Desarrollo de sistemas para diferentes sectores a los actuales.

• Mayor especialización de los sistemas.

• Crecimiento de sistemas para la industria automotriz, dispositivos móviles y la industria médica.

• Crecimiento de empresas pequeñas para sistemas embebidos.

• Mayor velocidad de procesamiento de información.

• Sistemas autónomos para toma de decisiones.

• Sistemas autónomos en energía.

13.2. Las tareas y retos

Las tareas o problemáticas futuras y actuales que enfrentarán los especialistas en sistemas embebidos son el insumo principal para la identificación de las compe-tencias que deberán integrar el perfil de egreso de la maestría.

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• Aplicación del ciclo completo de producto. Diseño del proceso completo de fa-bricación de productos con sistemas embebidos, incluyendo patentamiento.

• Eficiencia de los sistemas en el manejo de energía.

• Mayor seguridad/ encriptamiento de datos/ seguridad de la información en sistemas embebidos (functional safety management).

• Desarrollo de metodologías para robustecer los programas.

• Arquitecturas integradas por los módulos principales más comunes y emer-gentes.

• Escalamientos industriales.

• Integración de sistemas de bajo nivel con sistemas de alto nivel y sistemas embebidos complejos.

• Integración de tecnologías heterogéneas en aplicaciones específicas.

• Interconexión de diversos dispositivos. Conectividad con servidores “nube”.

• Diseño de procesos distribuidos.

• Diseños que cuidan las emisiones electromagnéticas y temperatura.

• Aplicación de diversos lenguajes de programación.

• Soluciones integradas de hardware y software.

• Certificación en diversas industrias, por ejemplo: en la industria médica bajo la NOM de dispositivos.

• Pruebas y validación de sistemas de HW y SW.

• Reducción del tiempo para llevar al mercado los desarrollos. Procesos y metodologíaas de diseño (“Fast Track”).

• Manejo de trabajo distribuido, arquitectura y sistemas.

• Comunicación rápida y confiable.

• Aplicación de diversos protocolos de telecomunicaciones tradicionales y emergentes multipunto.

• Programación multicore en sistemas embebidos (OpenCL, C, VHDL, Verilog).

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13.3. La formación

Los expertos consideraron muy importante indicar algunas características que de-berá tener la formación de especialistas en el futuro. Especialmente se mencionó que la formación requerirá de la incorporación de formalismos metodológicos, tanto en software como en hardware, potenciando el rediseño y la innovación.

Se consideró que tomarán relevancia las habilidades “blandas” asociadas a la formación integral.

• Competencia Global.

• Project Management and Product Development.

• Trabajo en ambientes multiculturales con manejo de otros idiomas, princi-palmente inglés.

• Internacionalización.

• Trabajo en Equipo con grupos multidisciplinarios.

• Conocimiento básico de manejo de propiedad Intelectual.

• Conocimiento macro de desarrollo de negocio (business plan) para calificar desarrollos y viabilidad de proyectos de sistemas embebidos.

• Habilidades de comunicación y venta de ideas y proyectos tecnológicos.

• Adaptación a cambios rápidos por tendencias tecnológicas.

Las ofertas de formación deberán tomar en cuenta la necesidad de especialización en sistemas operativos de tiempo real, comunicaciones de toda índole, manejo mul-timedia y visión de sistemas. Se requerirá de una oferta de maestrías profesionales y de investigación, con capacidad de adecuación a las necesidades de la industria.

13.4. Competencias de egreso

A partir de las aportaciones de los especialistas sobre las competencias que debe-rán tener los egresados de una Maestría en Sistemas Embebidos, se definió por consenso un perfil de egreso básico.

El perfil de egreso para la maestría se construyó a partir de las aportaciones de los grupos, la homologación de propuestas y su priorización en una votación individual anónima. Posteriormente, se llevó a cabo un análisis del contenido y

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características de las competencias para agruparlas en las categorías de competencia general, competencias específicas, competencias complementarias y competencias transversales. En el Anexo H, se encuentran las aportaciones de cada grupo en el orden de importancia que le asignaron los especialistas. En el Anexo I se presenta la tabla de correspondencia entre las competencias del perfil de egreso y el resultado de la jerarquización realizada en la reunión.

13.4.1. Competencia general

El egresado de la Maestría en Sistemas Embebidos es competente para:

Aplicar el ciclo completo de desarrollo de una solución embebida utilizando una metodología formal.

13.4.2. Competencias específicas

E1. Seleccionar y saber utilizar diferentes tecnologías de acuerdo a sus capaci-dades, a los requerimientos y límites de operación de un sistema embebido.

E2. Programar aplicaciones concurrentes y dispositivos lógicos utilizando sis-temáticamente herramientas de desarrollo y lenguajes de descripción de hardware.

E3. Diseñar, programar e implementar planificadores (schedulers) para propó-sitos específicos, para RTOS o aplicaciones concurrentes.

E4. Configurar, interconectar y adaptar sistemas de diferentes tecnologías, con diferentes protocolos de comunicación y capas.

E5. Modelar sistemas embebidos y sus componentes utilizando métodos y he-rramientas formales.

E6. Definir arquitecturas para soluciones integradas de hardware y software.

E7. Analizar los requerimientos funcionales y no funcionales para una solu-ción embebida.

E8. Desarrollar prototipos de los sistemas modelados dentro de especifica-ciones.

E9. Desarrollar y aplicar casos de prueba para validar y verificar el correcto funcionamiento de los sistemas embebidos.

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13.4.3. Competencias complementarias

C1. Diseñar e implementar interacciones humano-máquina con los sistemas embebidos en modalidades multimedia.

C2. Identificar oportunidades de innovación en sistemas embebidos y com-pletar el proceso de registro de propiedad intelectual y patente.

C3. Aplicar los principios de complejidad computacional para justificar la selección de algoritmos y estructuras de datos (Matemáticas discretas y algorítmicas).

C4. Planear, gestionar y administrar proyectos de desarrollo de sistemas em-bebidos dentro del ciclo de desarrollo de sistemas embebidos.

C5. Identificar oportunidades de emprendimiento en sistemas embebidos y diseño del desarrollo de negocio.

13.4.4. Competencias transversales

T1. Aplicar criterios de calidad, cumplimiento de normas y procesos de cer-tificación en las soluciones embebidas de acuerdo a sus características: tiempo de procesamiento, temperatura, seguridad para usuarios finales, confiabilidad, uso óptimo de energía, optimización, sustentabilidad, tole-rancia a fallas, entre otras.

T2. Elaborar informes, reportes, licitaciones, solicitudes de patentes y presen-taciones orales y escritas, en español e inglés, cumpliendo con las normas profesionales y técnicas del tipo de documento o comunicación.

T3. Trabajar e interactuar en equipos profesionales, multidisciplinarios y multiculturales de forma colabo¬rativa y apegado a las políticas y ética profesional.

T4. Investigar, incorporar y adaptar los cambios tecnológicos a las soluciones de problemas de sistemas embebidos.

13.5. Diagrama de relaciones de las competencias

Las diferentes competencias del perfil de egreso se desarrollan gradualmente y se interrelacionan entre sí para integrar competencias más complejas. En un análisis del tipo de competencias defi¬nidas por los especialistas, de su contenido

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y complejidad, se elaboró una propuesta en donde se identifica el núcleo de competencias específicas que le da identidad al egresado de la Maestría en Sis-temas Embebidos, el conjunto de competencias transversales y las competencias complementarias sugeridas.

Como se observa en el diagrama, se propone un orden de desarrollo de las competencias específicas y el componente en todas ellas de las competencias trans-versales. Esta consideración tiene varias implicaciones para el desarrollo curricular ya que en el logro y desempeños de las competencias específicas deberán conside-rarse los aspectos correspondientes a las competencias transversales.

Las competencias complementarias se representan como laterales en el diagrama indicando que pueden ser optativas y, en su caso, desarrollarse en cualquier secuencia.

Figura 61. Diagrama de relación de las competencias

Análisis derequerimientos

Arquitectura

Selección detecnologías

Modelo decomponentes

Programaciónconcurrente

Programaciónplanificadores

Interconexión y comunicación

Prototipos

CalidadComunicaciónEspañol-Inglés

Trabajo equipo Investigaciónactualización

Emprendimiento

Gestión

Matemáticas discretasy algorítmicas

Innovación y patentamiento

Diseño interacciónHombre - Máquina

Pruebas

COMPETENCIAS TRANSVERSALES

Modelo deSistemas Embebidos

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13.6. Estrategias de formación y recursos para el aprendizaje

13.6.1. Estrategias de formación

Con base en la experiencia de los especialistas se analizó el perfil de egreso con la finalidad de identificar las estrategias más adecuadas para el desarrollo de las competencias y logro de los aprendizajes esperados.

Los especialistas señalaron la necesidad de introducir componentes prácticos además de la presentación de los fundamentos teóricos que permiten el desarrollo de la competencia. Como estrategia general se recomienda la resolución de proble-mas, el estudio de casos y la contextualización en problemas reales de la industria.

En particular, para las competencias del ciclo de desarrollo de sistemas embebi-dos se enfatiza el aprendizaje basado en problemas/ proyectos, con alternativas de solución utilizando diferentes tecnologías, y kits de práctica, que se pueden utilizar de forma individual. Esto permite adquirir los aprendizajes de la maestría de forma semipresencial, diseñando espacios virtuales de revisión o re¬troalimentación en tiempo real o eventualmente de forma presencial. Para todas las competencias se considera que la adquisición de conocimientos teóricos puede ser no presencial.

Las condiciones para cursar el programa deben considerar el ingreso de es-tudiantes con dedicación de tiempo parcial. Se propone que las sesiones presen-ciales se programen en viernes por la tarde/ noche y fines de semana para no interferir con los horarios de trabajo de los estudiantes.

La formación debe tener un alto componente práctico de “hands on” con las siguientes características:

• utlizando kit’s de desarrollo;

• trabajo individual así como grupal en tiempo real de forma virtual;

• con flexibilidad para escoger tiempo y oportunidad para llevar a cabo la práctica;

• disponibilidad de equipo especial en laboratorios de acceso en horario li-bre. Por laboratorio se entiende un espacio de interacción con el experto y las facilidades necesarias de infraestructura, al menos eléctricas, instru-mentación, medición y equipo específico como analizador de espectros, analizador lógico, analizador de protocolo serial, entre otros.

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Los laboratorios se requieren especialmente para las siguientes competencias:

• Interconexión y comunicación (Configurar, interconectar y adaptar sistemas de diferentes tecnologías, con diferentes protocolos de comunicación y capas).

• Pruebas (Desarrollar y aplicar casos de prueba para validar y verificar el correcto funcionamiento de los sistemas embebidos).

• Prototipos (Desarrollar prototipos de los sistemas modelados dentro de es-pecificaciones)

13.6.2. Recursos para el aprendizaje

Contar con casos ilustrativos, para resolver y resueltos de diferentes industrias. Casos construidos deliberadamente para el logro de aprendizajes específicos y para su resolución gradual con dificultad creciente.

Participación de profesionales de diferentes industrias con intervenciones puntuales para la formación y prácticas.

Debe contener un componente de aprendizaje independiente con base en patrones de referencia (tutoriales).

Contar con recursos para demostrar la teoría, por ejemplo simuladores.

13.6.3. Aprendizaje por proyectos para sistemas embebidos

El aprendizaje por proyectos, en el caso del desarrollo de competencias específicas para la integración de soluciones de sistemas embebidos, requiere una descrip-ción especial para que su aplicación permita que los proyectos se lleven a cabo utilizando diferentes tecnologías dentro del ciclo de desarrollo de sistemas embe-bidos de forma completa.

Se recomienda trabajar con proyectos de complejidad creciente, pero que en todos se pueda llevar a cabo el ciclo completo de desarrollo de sistemas embebidos.

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Figura 62. Proyectos de complejidad creciente

De forma paralela, se recomendó el desarrollo de un proyecto integral construi-do a partir del ingreso al programa, con entregas parciales y entrega de reportes en español e inglés. Se recomienda que el proyecto contemple la aplicación com-pleta del ciclo de desarrollo de sistemas embebidos. Es conveniente trabajar con un equipo de profesores para el diseño del proyecto y el proceso de titulación.

La necesidad del manejo de inglés técnico y el desarrollo de habilidades de comunicación oral y escrita en español e inglés de los egresados de la maestría se sugiere cubrir con: la entrega de reportes bilingües en formato de artículo en todas las asignaturas; cursando en inglés algunas partes del programa; y por la existencia de espacios de interacción bilingüe con profesionales del área.

13.6.4. Perfil de ingreso

Durante la reunión se discutió ampliamente los requerimientos que deben tener los aspirantes a la Maestría en Sistemas Embebidos. Por las características de las competencias que se van a desarrollar, se requiere que los aspirantes ten-gan una buena formación en electrónica; dominio de conocimientos teóricos básicos de matemáticas, algoritmos y electrónica digital; así como comprensión y manejo de ecuaciones diferenciales, procesos estocásticos, probabilidad y esta-dística, variable compleja y programación.

Podrán ser aspirantes los egresados de diversas licenciaturas afines a la elec-trónica y sistemas, por ejemplo: informática, mecatrónica, ingenierías, entre otras. Sin embargo, para garantizar un ingreso que facilite un buen desempeño durante la maestría se recomienda un examen diagnóstico que permita estable-cer un perfil de fortalezas y debilidades, y ofrecer alternativas para cubrir las

PROYECTOS DE COMPLEJIDAD CRECIENTE

Complejidad de los proyectos

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brechas respecto del perfil de ingreso deseable. Se podrían diseñar cursos pro-pedéuticos o diseño de recursos para el aprendizaje autónomo con los aspectos específicos que se requiere dominar para ingresar a la maestría o bien como apo-yos para que los aspirantes se preparen para el examen diagnóstico de ingreso.

Sobre la oferta

Las aportaciones de los especialistas, tanto en la visión de futuro como de las competencias de egreso a nivel maestría, plantean la posibilidad de contar con dos ofertas de formación:

• Maestría en Sistemas Embebidos con énfasis en la integración de soluciones para aplicaciones industriales.

• Maestría en Sistemas Embebidos con énfasis en el desarrollo de plataformas electrónicas.

La primera como una maestría con énfasis en software y la integración de soluciones con hardware, y la segunda una maestría con énfasis en el desarrollo de hardware.

Durante la consulta a expertos se otorgó mayor importancia a la primera oferta de formación ya que responde a las necesidades actuales de capital huma-no de la industria de sistemas embebidos. Sin embargo, los especialistas también mencionaron que no deja de ser una posibilidad deseable el desarrollo de una maestría del segundo tipo. Aunque no se oferte en esta ocasión, se recomienda explorar la factibilidad de ofertarla más adelante.

Sobre el diseño curricular

Como resultado del estudio de INFOTEC y de la consulta a expertos se cuenta con información suficiente para iniciar el desarrollo curricular con la participa-ción de académicos del área, preferentemente con aquellos que formarán parte del cuerpo de profesores.

El enfoque que se sugiere para desarrollar la propuesta curricular es conti-nuar con el análisis funcional, por tareas y competencias que se ha llevado a cabo tanto por INFOTEC como durante la consulta a expertos.

Para cada competencia del perfil de egreso será necesario llevar a cabo el desarrollo de situaciones o problemas que sirven para el aprendizaje (ABP para sistemas embebidos) y para cada una de ellas se desarrolla el análisis de:

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• Información teórica necesaria para formar criterio, sustentar y argumentar la toma de decisiones.

• Información procedimental que se requiere para plantear e instrumentar la solución.

• Prácticas que son necesarias llevar a cabo para dominar la competencia.

Este análisis es la base para determinar el número de cursos y sus características, así como el contenido y los recursos que deberán acompañar a cada uno de ellos.

Bajo este enfoque, los cursos están diseñados para el desarrollo de competen-cias con un componente de aplicación muy alto, mismo que tiene que ser diseña-do por los profesores. La información teórica, los procedimientos y las prácticas están subordinados a las situaciones y problemas a resolver y a las competencias a desarrollar.

Para cada curso es necesario determinar la carga académica y de trabajo para los estudiantes, tanto de forma presencial como no presencial, para distribuirlos dentro del diseño curricular.

Sobre los profesores

El perfil recomendable para los profesores del programa incluye la experien-cia industrial de la aplicación de los aprendizajes y competencias a desarrollar.

Es importante considerar que los profesores deberán ser expertos tanto en las competencias específicas como en los aspectos de las competencias transver-sales que se desarrollarán en sus cursos.

Para concluir

Se señala la conveniencia de instalar una Red profesional de sistemas embe-bidos que permita enlazar a profesionales nacionales y extranjeros, estudiantes nacionales y extranjeros, y brindar información sobre eventos de actualización en el tema.

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V Resultados

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Capítulo 14. Pertinencia de la creaciónde la maestría

en sistemas embebidos

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14.1. Sentido ontológicoJuan Carlos Téllez Mosqueda

La palabra ontología contiene un significado complejo, aunque en los dicciona-rios se asigna una acepción generalizada relativa a un aspecto metafísico de las propiedades esenciales del ser, de su naturaleza y relaciones; también ha sido utilizada para designar los tipos de entidades abstractas que se admiten en el lenguaje de un sistema.

La acepción filosófica nos conduce a un camino sumamente interesante pero largo, incluso requiere diferentes perspectivas para ser estudiadas. Aunque la ontología suele utilizarse como sinónimo de metafísica (Xirau, Ramón 1990)1, también se puede considerar que forma parte de una rama de la metafísica, jun-to con la cosmología y teología. La metafísica a su vez forma parte de la filosofía (Breis, Fernando y Jesualdo Tomás 2003)2.

Dentro de la discusión filosófica de lo ontológico, algunos autores han dife-renciado el concepto ontológico y lo óntico. La expresión “diferencia ontológi-ca” procede de Martin Heidegger, la cual diferencia entre el ente y ser. También se puede ver de manera simple que lo óntico es relativo al ser o seres particula-res, y lo ontológico al estudio del ser.3

Para un análisis más profundo sobre el pensamiento de Heidegger, Steiner proporciona mayores elementos para su entendimiento, aunque prevé que debe tener un carácter tentativo (Steiner, George 2013)4. En general, lo considera su-mamente complejo por el desarrollo de un nuevo lenguaje para tratar de purgar el registro metafísico del lenguaje natural con neologismos y la búsqueda continua

1 Xirau, Ramón (1990). Introducción a la historia de la filosofía, México, Universidad Nacional Autó-noma de México, p. 466.

2 Breis, Fernando Jesualdo Tomás (2003). Un entorno de integración de ontologías para el desarrollo de sistemas de gestión de conocimiento, España, Tesis doctoral, Universidad de Murcia, p. 25.

3 En la ontología de Heidegger pretende describir el ser en sí, en cuanto ser. Aunque en su obra, él mismo la considera un trabajo preparatorio para una teoría del ser, que se puede interpretar como la existencia del ser. La región ontológica del ser es la existencia humana, que llama el ser-ahí (Dasein). Es el hombre quien se plantea el problema de su propio ser. El estudio ontológico de ¿qué es el ser?, no es privativo de Heidegger, ya había sido tratado por Sócrates, Platón, San Agustín, quienes se preguntaban acerca del sentido de la vida humana. Xirau, Ramón (1990). Introducción a la historia de la filosofía, México, Universidad Nacional Autónoma de México, pp. 392-395.

4 Steiner, George (2013). Heidegger, México, Fondo de Cultura Económica, p. 49.

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de la raíces del significado de las palabras y frases. (Steiner, 2013). (Heidegger, p. 49)5.

En la educación, esta diferencia ha sido utilizada para distinguir el plano óntico, que corresponde a la existencia de las cosas; y el plano ontológico, que corresponde a las representaciones históricas que hacemos sobre ellas. Mas aún, “[…] la distinción óntico-ontológica es muy útil en la investigación educativa: en la construcción y conceptualización de los objetos de conocimiento; en la reflexión sobre los tratamientos, las estrategias y procedimientos para organi-zarlos, y en la producción de las categorías para analizarlos” (Cabrera, Dulce y Carvajal, 2012)6.

Cabe aclarar que el término ontología también ha sido utilizado más allá del plano filosófico, en especial desde el punto de vista de sistemas computaciona-les. La perspectiva tecnológica ha retomado y potenciado un concepto filosófico para mejorar el desarrollo de sistemas de cómputo y en especial para realizar mejores búsquedas de información en la red. Si bien los avances de la tecnología generan un sin fin de neologismos, los desarrollos tecnológicos se aplican en campos específicos de conocimiento que requieren de un entendimiento, que se han denominado dominios.

El proceso de integración de datos que ha propiciado las tecnologías de in-formación y comunicación, ha renovado la discusión filosófica de las teorías de conocimiento y las formas de denominar las cosas para facilitar su búsqueda en grandes conglomerados de datos. Pero también plantean nuevos retos para la ingeniería que ha propiciado el desarrollo de metodologías para la integración

5 Steiner, pp. 21 y 55. Sostiene que en la redacción de El Ser y el Tiempo realiza un giro radical de lo teológico a lo ontológico, como una superación de los fantasmas teológicos de la filosofía occidental, incluso en la vena agnóstica o atea de Nietzsche. pp. 19-22. Pero lamentablemente “fue incapaz de llegar a una definición del Ser y el ser del Ser, que no sea una pura tautología o una cadena metafórica e infinitamente regresiva.” p. 23. Otro gran giro que realiza, a partir de la poesía y el arte, es el reconocimiento de la presencia absoluta de otros, la otredad. p. 24. No obstante, persisten en su abundante obra no editada, nos recuerda Steiner, los argumentos que se concentran en su principal temática, lo que Heidegger llama “el ser del Ser”, que también se traduce como “el Ser del ente”. p. 67.

6 Cabrera, Dulce y Carvajal, José. (2012). “Emplazamiento analítico: Locus de intelección y subje-tividad”, en Jiménez Marco (Coord.). Investigación educativa. Huellas metodológicas, México, Edi-torial Juan Pablos, p.128. Estos autores señalan que el carácter óntico de la educación se aprecia en distintas prácticas: los procesos de gestión de los espacios de aprendizaje; las actividades del desarrollo de habilidades y destrezas; adquisición de conocimientos; y procesos de socialización, instrucción o formación.

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de ontologías (Ontolingua, WebOnto, Prompt, FCA-Merge), ya sea para su iden-tificación o construcción de manera cooperativa en campos específicos de apli-cación como la gestión de conocimientos (Breis y Jesualdo Tomás, 2003).

Es curioso que una de las preocupaciones, de algunos pensadores mexicanos en el pasado, se centrara en el papel de las máquinas computadoras electróni-cas, en concebirlas como modelos del pensamiento humano. Actualmente, se ha retomado el concepto de ontologías, discutido filosóficamente a lo largo de la historia humana, para seguir avanzando de manera práctica en la identificación de la información que reside en la Red o bases de datos interconectadas, a través de la semántica.

14.2. El sentido ontológico de los sistemas embebidos

¿Qué es un sistema embebido?, ¿cuál es su singularidad esencial, o en plural?, ¿qué son sistemas embebidos? La pregunta clave que se pretende responder es ¿cuál es el sentido ontológico que puede ofrecer una Maestría en sistemas embe-bidos, y cuál es la preparación que se requiere impulsar?

Los sistemas embebidos son producto de la convergencia tecnológica de va-rios campos de conocimiento como se ha explicado: electrónica, computación, comunicaciones, incluso del diseño de materiales. Pero la convergencia no re-presenta una simple síntesis de campos de conocimientos de ciencias duras con aplicaciones prácticas.

Cabe destacar que la misma forma de definir el concepto de sistemas em-bebidos ha evolucionado rápidamente en los últimos tres lustros. Los sistemas embebidos integran a su vez subcampos que por sí solos se pueden estudiar. Pueden orientarse a una visión holística, que permita la preparación completa del desarrollo de un dispositivo. Un sistema embebido puede concebirse para formar parte de un sistema mayor o diseñado para funcionar dentro de sí mismo, con apariencia propia, que puede estar conectado por diferentes vías con otros dis-positivos. El ingeniero especializado en sistemas embebidos debe contar con las competencias específicas en algunas de las partes que lo componen y al mismo tiempo tener competencias generales para entender el resto del siste-ma. Pero eso no significa que deba invadir otras profesiones posteriores a los dispositivos de salida (actuadores que transforman los fenómenos físicos a la electricidad), ya sea de orden mecánico, hidráulico, óptico, neumático, etc. En

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todo caso debe dejar las preparaciones adecuadas para que otros especialistas puedan analizar los esquemas de potencia para que operen.

Se considera importante que tengan una visión integral del proceso para la conformación de un sistemas embebidos con el desarrollo de capacidades es-pecíficas de algún subcampo y una visión amplia de capacidades blandas para la gestión, orientada a la resolución de problemas para desarrollar aplicaciones sencillas de manera individual y complejas en equipos de trabajo.

Este enfoque requiere diferenciarse de un campo semejante: la mecatrónica. Si se revisa este campo, los sistemas embebidos se encuentran subordinados o forman parte de esa disciplina que integra en términos generales la mecánica, electrónica, control y la computación Centro de (Investigación en Materiales Avanzados, CIMAV, s/f)7 Los sistemas embebidos caminan hacia sistemas conecta-dos con el mundo real, principalmente signos digitales y actuadores del mundo físico no restringidos a movimientos, pero sí incluidos. En tanto la mecatrónica, desde su mismo nombre nos lleva a la parte mecánica del mundo real, lo que corrobora una intersección y la posibilidad de traspaso de una especialización a otra en el mundo del trabajo y el acotamiento de la mecatrónica por el limitado desarrollo de empresas dedicadas y el auge de los sistemas embebidos por el crecimiento de los productos tipo.

A pesar del éxito registrado en México por la mayor generación de egresa-dos de esos campos, en contrapartida no existen suficientes puestos de trabajo y los avances se han concentrado en prototipos de robots, brazos y programación del control del robot. Aunque pareciera que la mecatrónica es la madre de las ingenierías integradoras o representa la especialidad que da vida a la nueva in-dustria de bienes de capital, generadora de máquinas que producen máquinas, esta profesión reconoce que los sistemas embebidos son un componente de los productos de la mecatrónica.

Los recién egresados de la Ingeniería de Mecatrónica, a nivel licenciatura, sin práctica gerencial, no pueden convertirse de facto en coordinadores o di-rectivos de procesos complejos de diseño, desarrollo y fabricación. Tal vez por

7 De acuerdo con un estudio, la mecatrónica se aplica en diversos campos muy amplios de las nuevas tecnologías: automatización industrial, robótica, diseños asistido por computadora, ma-nufactura asistida por computadora, sistemas flexibles de manufactura, redes de comunicación industrial, control numérico computarizado, microprocesadores y microcontroladores, control inteligente y biomecánica. Centro de Investigación en Materiales Avanzados, CIMAV (Diagnóstico y prospectiva de la Mecatrónica en México, Reporte final, México, Funtec y Secretaria de Economía).

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eso y las características del tejido industrial nacional ha crecido el número de egresados que no pueden conseguir fácilmente trabajo, creciendo el desempleo en una de las carreras que más demanda tiene en el ámbito educativo, pero poca demanda en el mercado de trabajo.

Los puestos gerenciales y empresariales que conlleva la convergencia tecno-lógica para coordinar la realización de productos de manera general son escasos por el tipo de perfil de empresas situadas en el país, y el papel que les correspon-de en el proceso de la cadena productiva a escala global. Esta situación debe con-siderarse para el tipo de orientación que deben tener los programas educativos para que fomenten el emprendurismo.

La formación de un especialista en sistemas embebidos se concibe para de-sarrollar la visión funcional de lo que se quiere construir, a partir de los requeri-mientos del cliente o usuario, y también puede resolver y desarrollar los detalles específicos del diseño, así como construir sus prototipos y dispositivos del sistema que diseñó. Puede enfocarse en diferentes subespecialidades que integran el sis-tema embebido y comunicarse con las diferentes disciplinas afines que permitan la construcción en serie de los sistemas embebidos.

En un sentido ontológico, la disciplina de sistemas embebidos se dedica al estudio de la conformación del diseño de sistemas, tanto en hardware y software, como al uso de sensores que permitan operar en tiempo real y generar informa-ción que retroalimente al sistema para un funcionamiento continuo. Los espe-cialistas requieren de competencias específicas, desde el diseño del sistema hasta el desarrollo de prototipos, y el despliegue de fabricación en serie, previa viabilidad financiera que responda a una necesidad del mercado. Su formación también requiere considerar aspectos técnicos y competencias suaves para el desarrollo de la gestión que exige de un diálogo transdisciplinario. A diferencia de los me-catrónicos, no son únicamente generalistas, pueden lograr la concreción por sus conocimientos específicos.

El desarrollo de las capacidades, la experiencia, y las habilidades de apren-der a aprender, permitirán que los especialistas puedan escalar posiciones en la estructura organizacional donde se desarrollan los sistemas embebidos, incluso para poder independizarse y colaborar con grandes empresas para que ayuden al suministro de sistemas embebidos por encargo, y al mismo tiempo dedicarse a la investigación y desarrollo para fines académicos.

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14.3. Sentido epistémico

La formación de un especialista en sistemas embebidos debe responder ex ante el tipo de conocimientos que delimiten su campo de estudio, más allá de las posi-ciones teóricas al interior que puedan existir, y el celo de otras disciplinas que se puede desatar cuando una nueva especialidad se abre paso en la realidad de manera práctica.

La forma de concebir una disciplina no es sencilla, nos remonta a discu-siones filosóficas más complejas que conllevan la comprensión de diferentes conceptos o categorías que han sido discutidas por mucho tiempo: conoci-miento, objetividad, racionalidad, razón, verdad, incertidumbre, todo ellos situados en contextos bien delimitados en el tiempo y espacio, donde el sujeto se ubica en una realidad y cultura específica. La filosofía ha venido discutiendo y aclarando gradualmente estos conceptos sin llegar a consensos absolutos.

Sin embargo, la obtención de conocimiento confiable, y por ende su re-producción, vía formación, han generado diferentes corrientes, que para fines prácticos algunos autores han dividido en fundamentalistas y relativistas. En la primera, se encuentra el empirismo lógico, basado en la experiencia y la senso-rialidad; y la fenomenología, que privilegia el ejercicio de la razón para encon-trar intuitivamente verdades. En la segunda corriente, los relativistas consideran la influencia decisiva de la cultura y la redefinición de la objetividad (García Cortes, s/f)8.

Hay que recordar que la epistemología también es conocida como la teoría del conocimiento, cuya doctrina estudia los fundamentos y métodos del cono-cimiento científico. Pero los procedimientos cognitivos de los que el hombre dispone pueden estar dentro o fuera de la ciencia. La teoría de conocimiento se apoya en dos supuestos: que éste puede ser investigado de manera universal y de manera abstracta, independiente de los procesos cognitivos particulares, dentro y fuera de la ciencia; y que el objeto a conocer existe dentro de la conciencia o del sujeto que lo piensa (Descartes), la cual puede corresponder a una enti-dad existente externa para que no sean ideas irreales o fantásticas (Abbagnano, 1998).9

8 García Cortes, Juan. Epistemología y ontología en la formación de investigadores en educación. http://www.comie.org.mx/congreso/memoriaelectronica/v09/ponencias/at08/PRE1178940078.pdf

9 Abbagnano, Nicola (1998). Diccionario de Filosofía, México, Fondo de Cultura Económica, Tercera edición.

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En el proceso de conocimiento se distinguen cuatro elementos: el sujeto que conoce; el objeto conocido; la operación de conocer; y el resultados obtenido, información del objeto. La operación o forma de conocer se puede clasificar en cuatros tipos de conocimiento: intuitivo, mediato (por referencias y razonamien-tos); a priori (antes de la experiencia); y a posteriori (la experiencia de Kant).

El problema central de la epistemología se puede ubicar en el encuentro, comprensión, enfrentamiento, incluso las dudas que genera la interacción entre un sujeto cognoscente y la realidad. La interacción del sujeto con su entorno también depende de la capacidad de los individuos para comprender, conocer y cuestionarlo, incluso contar con las capacidades de comunicación.

Los campos de conocimiento diferentes a las ciencias sociales, o como dijo Foucault de las ciencias humanas, detonaron inicialmente un sin fin de solucio-nes a problemas prácticos que enfrentó el ser humano a lo largo de su historia. Los avances forman parte de la visión cultural denominada Modernidad, en don-de el Racionalismo encuentra una gran aceptación por los logros de tipo técnico que fueron producto de los avances de la ciencia y la tecnología.

Aunque es bien sabido que los conocimientos son aceptados por grupos epis-témicos, no podemos pasar por alto que la fuerza y riqueza del lenguaje natural favorece a la comprensión, y que refuerza la idea de que el conocimiento es pro-ducto de la interacción social de los individuos. El lenguaje facilita compartir el conocimiento y las interpretaciones para construir nuevas ideas que desarrollen nuevos conceptos y datos para entender la realidad compleja.

Ésta es una virtud que generan las funcionalidades de los sistemas embebidos, que sus propios diseñadores no necesariamente se apropian de sus resultados, por-que los sistemas embebidos, como parte de las Tecnologías de Información y Co-municación, son transversales a otras disciplinas, por lo que las funcionalidades y/o datos que generan están sujetos a alcances de la discusión de significados del dominio disciplinario donde se ubiquen. Esto es clave para fundamentar el por qué curricularmente (programáticamente) el hardware no debe ser un elemento subor-dinado del software, como nos lo muestra el estudio de la oferta, tema que debe ser estudiado como un componente del sistema en el que hay que tomar decisiones.

El conocimiento generado y/o utilizado se encuentra mediado por los suje-tos, a través de elementos lingüísticos y dialógicos. En especial, en los procesos de construcción de sistemas embebidos implica la traducción de requerimien-tos para la resolución de problemas, con una buena dosis de comunicación

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mediada entre diferentes subespecialidades técnicas y entendimiento de las ne-cesidades del usuario que se quiere satisfacer. Es decir, es un traductor técnico, que toma en cuenta las complejidades técnicas y las restricciones financieras para obtener sistemas embebidos seguros y cada vez más económicos, que pue-dan desarrollar nuevas funcionalidades y puedan sustituir o integrar diferentes dispositivos; donde se aproveche las ventajas que ofrece la automaticidad de la gestión dedicada, la cual ahorre tiempo y esfuerzo al ser humano. La formación requiere de varias visiones disciplinares que en esencia ayude a desarrollar una perspectiva inter y transdisciplinaría.

14.4. HallazgosRubén Laguna Arriaga y Patricia Avila Muñoz

A continuación se enumeran los hallazgos relacionados con las tres líneas que sustentan este trabajo:

A. Se define un sistema embebido como un dispositivo electrónico que tie-ne inteligencia computacional, diseñado para cumplir una o varias tareas relacionadas, que se determinan desde el diseño y por lo tanto son pre-decibles al ejecutarse en tiempo real; está integrado por componentes de hardware y software.

B. Los sistemas embebidos se distinguen de las computadoras personales o de escritorio porque los primeros son deterministas en cuanto que res-ponden con el mismo resultado y en el mismo tiempo ante el mismo evento de entrada, en tanto las segundas pueden entregar los mismos re-sultados ante eventos de entrada iguales, pero no siempre al mismo tiem-po, por la naturaleza de su sistema operativo.

C. El ciclo del proceso de desarrollo de sistemas embebidos se distingue por componentes hardware y software y su integración. En términos de macro-procesos se investigaron y definieron los siguientes:



III. Desarrollo de harware



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VI. Administración de producto


VIII. Aplicaciones o usos

D. Las aplicaciones importantes en los sistemas embebidos son: comunica-ciones, controles industriales, electrónica automotriz, electrodomésticos, salud y medicina, entretenimiento, localización, transporte, seguridad y vigilancia, defensa (ejercito y marina) y telemetría. El segmento de consu-midores es uno de los de mayor y más rápido crecimiento

E. A pesar de que una solución a un problema implica el uso de cualquier procesador, existe una tendencia en sectores industriales por emplear uno de ellos de manera exclusiva. Esto restringe el campo de conocimiento de los especialistas.

F. La concepción de la existencia de un Especialista en Sistemas Embebidos, ha permitido que las empresas construyan un imaginario que logra gene-rar estrategias para resolver sus necesidades de personal.

G. Si la academia no los provee de profesionistas adecuados, se tienen me-canismos para ubicarlos e incluso construirlos. Ello ha implicado ampliar los límites territoriales para buscarlos y atraerlos, contar con formas implí-citas de formación en el trabajo y generar ciertos mecanismos que contie-nen la rotación de personal, cuyo elemento principal es el sueldo.

H. En lo referente a la selección de personal, no se cuentan con sistemas probados y eficientes, pero sí con prácticas definidas que tienen un buen nivel de estabilidad, aspectos que dan certidumbre y permiten hacer flui-do el proceso. Lo anterior ha hecho que las empresas se vinculen con el entorno a través de redes sociales, inmersión en el ámbito docente y otros mecanismos para acercar a los candidatos.

I. Se reconoce la importancia de las capacidades no técnicas, aunque no se acierta en la forma de potenciarlas. Algunas son inherentes a la for-ma de operar de las empresas, como es el caso de la disciplina y el auto-control mientras que otras representan un obstáculo sin solución clara, tal es el caso de las competencias comunicativas. Paradójicamente nos encontramos con empresas altamente especializadas, con abundancia de conocimiento acumulados y en proceso de construcción, en tanto que su

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nivel requerido para el ingreso de un principiante sólo exige los conoci-mientos básicos de las ingenierías.

J. En un país hispanoparlante se pone como principal requisito el idioma Inglés: Hablar, escribir y pensar en ese idioma. Esto se justifica pues no habría otra manera de asimilar y aplicar la tecnología disponible. Leja-no a este imperativo están los actores involucrados, quienes no aciertan a establecer los mecanismos necesarios para atender esta demanda central. Las oportunidades de mejores empleos están asociados al domino de esta segunda lengua.

K. Jalisco, representa un espacio importante en los sistemas embebidos por-que con el paso de los años ha sido capaz de generar y contener una cul-tura empresarial de alta tecnología, capital de gran importancia para el desarrollo del país.

L. De once estudios analizados: un Doctorado internacional, dos maestrías nacionales y tres extranjeras, una especialidad nacional, un programa de capacitación nacional, un diplomado nacional y dos extranjeros, se en-contró que las tres maestrías extranjeras están diseñadas para el estudio de los sistemas embebidos. Las dos nacionales lo incorporan a esquemas más amplios relacionados con la computación y el software, es decir no tratan el tema de los sistemas embebidos como su eje central. El Doctora-do es de investigación. El programa, los diplomados y la especialidad se acotan más a culminar sus experiencias prácticas en un laboratorio. Las maestrías se orientan a la aplicación en la empresa y sólo una con el doc-torado orientan su esfuerzo a la investigación.

M. Desde el punto de vista de los procesos industriales el desarrollo de software es el que tiene más presencia en una proporción del 40% del total de los programas. Quiere decir que aunque los programas tengan títulos que se conformen con el término de sistemas embebidos, su carga temática está en el software. Los lenguajes y la programación son temas centrales.

N. El hardware visto como la Electrónica, microprocesadores, interfaces y pe-riféricos es un componente que se adhiere a los estudios del software.

O. La visión sistémica del ciclo de vida de los sistemas embebidos sólo la tienen incorporada la Advanced Learning and Research Institute, ALERI - University of

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Lugano, UL, la Software School of Beijing. University of Aeronautics and Astron-autics y Mondragón U.

P. El ciclo de vida y su administración no son parte relevante o bien, su pre-sencia es prácticamente nula, a excepción de la Mondragón que la toma como elemento detonador del desarrollo de su Maestría.

Q. El análisis, diseño y la administración de prototipos son temas práctica-mente ausentes.

R. Hay un mínimo de temas de estudio que recuperan la formación básica para actualizar conocimientos.

S. El inglés no es objeto de estudio programático.

T. Las maestrías centran su oferta en la vinculación con las empresas.

U. Sólo la Especialidad en Sistemas Embebidos de ITESO presenta la funda-mentación de su proyecto, argumentando las condiciones contextuales, explicando el campo de estudio y las tendencias de la profesión, así como los requerimientos del mercado. Exactamente igual ocurre con el mode-lo y enfoque educativo que no se explicita en los programas educativos revisados, salvo, de nuevo, en ITESO.

V. Los perfiles de ingreso tienden a ser del nivel licenciatura con una carga especial a la electrónica, computación y sus afines. En muy pocos casos el perfil se orienta a carreras relacionadas con la informática. El perfil de egreso más completo lo plantea el Máster en Sistemas Embebidos de Espa-ña, aunque el tema del perfil no está expresado en todos los programas.

14.5. Áreas de oportunidad

Como puede observarse, el tema de los sistemas embebidos está en una etapa en la que todavía no se tiene configurada una definición disciplinar clara. Es posible que, con el paso del tiempo, el concepto de los sistemas embebidos evolucione y se tengan que desarrollar temas que por el momento no se vislumbran, incluyen-do el concepto mismo de sistemas embebidos.

En este sentido son diversas las áreas de oportunidad por atender, entre las que se identifican como principales están:

A. La formación orientada al diseño de dispositivos aplicables.

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B. Una visión integral del proceso productivo.

C. Un enfoque experiencial para el aprendizaje.

D. Modalidad semipresencial, con una orientación presencial para la experien-cia de diseño y a distancia para el aprendizaje teórico y complementario.

E. El uso del idioma inglés en la formación.

F. La incorporación de expertos que tributen experiencias específicas y que junto con el tutor responsable desarrollen los dominios planteados.

G. El equilibrio entre hardware y software con miras al diseño integral.

H. Una visión amplia en cuanto a las arquitecturas de mircroprocesadores y microcontroladores.

I. Laboratorios abiertos en espacio y tiempo para la prueba de prototipos.

J. Uso extensivo de simuladores y software para desarrollo.

K. Una real e integral vinculación con la industria de tal manera que se pue-da desarrollar desde la formación académica, al especialista enfocado a tareas de diseño y producción con oportunidades de trabajo.

L. El desarrollo de habilidades estratégicas y no sólo técnicas, con miras a la formación de cuadros gerenciales.

M. El desarrollo de habilidades personales e interpersonales.

14.6. Propuestas curriculares

En el marco del análisis diagnóstico presentado, se derivan algunos elementos que pueden servir para establecer la curricula de la Maestría a proponer. Es por ello que a continuación se presentan una visión esquemática que aporte elemen-tos para la propuesta curricular.

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a. Marco referencial contextual

Fundamentación

> Los sistemas embebidos son de importancia estratégica dados sus entornos de aplica-ción e impacto social

> Su impacto afecta la competitividad económica de los países

> El desarrollo de los sistemas embebidos requiere de profesionales con un perfil de es-pecialización por la necesidad de combinar conocimientos de software, hardware, redes, procesamiento de señales y teoría de control con habilidades para el diseño de sistemas, optimización de recursos y modelos de negocio, entre otros.

Impacto

> El PND 2013 - 2018 indica la necesidad de incrementar la productividad del país efi-cientando la producción de capital humano y la vinculación adecuada de los sectores educativo, empresarial y social

Formación básica identificada

Introducción a los sistemas embebidos

> Origen e importancia

> Conceptualización

> Importancia económica en México/Internacional

> Evolución del campo profesional

> Campo laboral, situación y oportunidades

Formación de la especialidad

Hardware embebido

> Estructura (Bloques) del hardware embebido

> Microoprocesadores y microcontroladores

> Selección de arquitecturas

Software embebido

> Solución algorítmica de problemas

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> Lenguajes

> Ensamblador

> De alto nivel y compiladores

> Técnicas para el desarrollo de aplicaciones de software embebido

> Modelos de comportamiento de software

> Básico

> Bootloader

> RTOS

> Modelos de desarrollo de software

Ciclo del proceso para el desarrollo de sistemas embebidos

> Administración del ciclo de vida

> Análisis y diseño

> Desarrollo de hardware

> Desarrollo de software

> Integración y pruebas

> Administración del producto

> Manufactura en serie

Usos

> Comunicaciones

> Controles Industriales

> Electrónica Automotriz

> Electrodomésticos

> Salud y Medicina

> Entretenimiento

> Localización

> Transporte

> Seguridad y VigilanciaContinúa >>

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> Defensa (Ejército y Marina)

> Telemetría

Áreas de habilidades interpersonales y personales

> Creatividad e innovación

> Liderazgo

> Flexibilidad en el cambio

> Comunicación en español e inglés

> Colaboración y trabajo en equipo

> Solución de problemas y toma de decisiones

Estrategia de formación (propuesta desde el enfoque del mit)

> Conceiving — Designing — Implementing — Operating (Concebir – Diseñar - Implemen-tar - Operar) (CDIO)

> Resultados de aprendizaje

> Curriculum integrado

> Introducción a la visión de la ingeniería

> Experiencias de diseño implementación

> Espacios de trabajo apropiados

> Experiencias de aprendizaje integrados

> Aprendizaje activo

b. Requerimientos del mercado laboral

Perfil y procedimiento de contratación

> Existe una alta demanda de especialistas en sistemas embebidos no satisfecha por las instituciones educativas

> No importa la formación profesional ni la institución de la que procedan; 90% de los contratados proceden de formaciones en electrónica

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> Se considera que la formación profesional es incompleta y que hay que considerar un proceso inicial

> Dominio del idioma inglés

> Se requiere un proceso de nivelación al interior de la empresa, que puede llevar me-ses y hasta años

> El objetivo de la selección es ubicar personal que reduzca el tiempo de inducción y capacitación

Perfil general requerido

Especialista en sistemas embebidos, entendido como aquel profesionista que con for-mación de ingeniería o licenciatura en electrónica, computación o informática se espe-cializa en el diseño y producción de sistemas embebidos, con carácter interdisciplinario, dominio del idioma inglés y desarrollo de habilidades interpersonales para la comuni-cación y negociación así como personales para la organización y el autocontrol.

Requisitos básicos para la contratación

> Desarrollo de prototipos (Experiencia considerada clave)

> Matemáticas

> Lenguajes formales

> Análisis y diseño de algorítmos

> Estructura de datos

> Procesamiento de señales

> Circuitos lógicos

> Sistemas operativos

> Autómatas y máquinas de estado


Software embebido Hardware embebido

> Ingeniería de software


> Microprocesadores y microcontroladores

> Interfaces

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> Generación de código

> Lenguajes de programación de alto nivel

> Programación paralela y distribuída

> Firmware y Middleware

> Protocolos de comunicación

> Prototipos

> Verificación y pruebas

> Diseño de reuso

> System on a chip processor (SoC)

> Field Programmable Gate Arrays (FPGA)

> Modelado

Áreas de integración


> Análisis y diseño: énfasis en arquitecturas y especificación de requerimientos





Áreas de habilidades interpersonales y personales

> Creatividad e innovación

> Liderazgo

> Comunicación oral y escrita en español e inglés

> Administración de tiempo y recursos

> Aprendizaje y conocimiento

> Redacción de documentos técnicos

> Trabajo en equipo

> Asertividad

> Autoestima y autoconocimiento

> Trabajo bajo presión

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Áreas de aplicación

> Principalmente automotriz

Interés para la formación en posgrado

> Si hay interés para formación en posgrado y capacitación

> La mayoría de la empresas acepta la idea de recibir becarios

> Más del 60% ve viable la opción de utilizar sus instalaciones en la formación

> Hay una tendencia a considerar que la modalidad educativa favorable es la mixta (b-learning) para no interferir en tiempos laborales

c. Encuesta de importancia de conocimientos

Formación básica

Análisis y diseño de algorítmos

Circuitos lógicos digitales

Sistemas operativos

Lenguajes formales

Estructura de datos

Procesamiento de señales

Autómatas y máquinas de estado

NOTA: Los títulos en mayúscula representa una tendencia del 100% para que se impar-ta en profundidad



> Ciclo de vida de los sistemas embebidos

> Administración de los sistemas embebidos

Análisis y diseño

> Arquitectura de sistemaContinúa >>

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> Diseño de alto nivel hardware y software

> Especificación de requerimientos




> Firmware

> Verificación y pruebas


> Lenguajes de programación de alto nivel

>Programación paralela y distribuída

> Middleware

> Modelado

> Generación de código

> Prototipos

> Diseño de reuso

Desarrollo de hardware

> Interfaces

> Microprocesadores y microcontroladores

> Field Programmable Gate Arrays (FPGA)

> System-on-a-Chip Processor (SoC),

> Modelado


> Integración HW - SW

> Pruebas de validación del producto

Habilidades personales e interpersonales

> Comunicación oral y escrita en inglés

> Redacción de documentos técnicos

> Aprendizaje y conocimiento

> Trabajo bajo presión

> Comunicación oral y escrita

> Trabajo en equipo y liderazgo

> Administración del tiempo y de recursos

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Habilidades personales e interpersonales

> Asertividad

> Autoestima y autoconocimiento


> No hay prioridades

d. Oferta educativa nacional e internacional

Perfil y procedimiento de ingreso

> De preferencia nivel licenciatura, pero no descarta nivel bachillerato y conocimientos básicos

> Inclusión amplia: Electrónica y afines; computación, sistemas y afines

> En algunos casos, el idioma inglés

> Examen diagnóstico (en algunos casos)

> Entrevistas como un paso necesario

Nota: Los criterios de las instituciones europeas amplían el espectro escolarizado de ingreso

Perfil de egreso

> Aplicación industrial con tendencia a la investigación

> Orientación al diseño de dispositivos y de manera secundaria la gestión

> Alcance centrado en el análisis y diseño, centrado en el desarrollo de software

> Habilidades interpersonales de comunicación y negociación y personales de autoges-tión

Objetivos

> Análisis, diseño e implementación

> Evaluación y mantenimiento

> Ingeniería para el desarrollo y administración de proyectos complejos

Nota: En general, los programas no definen el perfil de egreso. La tendencia se toma de los posgra-dos que lo hacen.

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Formación básica

> Matemáticas

> Algorítmos

Nota: En general, los posgrados no consideran la formación básica ya que se adjudica al nivel escolar anterior.





> Programación de bajo nivel

> Programación paralela y distribuida

> Pruebas de software


> Bases de datos

> Sistemas digitales en tiempo real

> Arquitecturas

> Microprocesadores, microcontroladores y DSPs

> Interfaces y controladores

> Nuevas tecnologías

Ciclo de vida


> Desarrollo y validación

> Gestión del ciclo de vida


> No hay una tendencia

Estrategia de formación

> No es explícita

302


INFO

TE

C

e. Panel de expertos


> Licenciaturas afines a electrónica y sistemas

> Conocimientos básicos de matemáticas, algorítmos y electrónica digital

> Comprensión y manejo de ecuaciones diferenciales, procesos estocásticos, probabili-dad y estadística, variable compleja

> Programación

> Recomendación de examen diagnóstico

Perfil de egreso

Recomendaciones

> Dos maestrías: énfasis en la integración de soluciones (software); desarrollo de plata-formas electrónicas (hardware para una oferta posterior)

Tareas y retos

> Aplicación del ciclo completo

> Seguridad y manejo de energía

> Uso de arquitecturas integradas

> Integración HW - SW

> Desarrollo de metodologías

> Escalamientos industriales

> Integración de sistemas de alto y bajo nivel

> Integración de tecnologías heterogéneas

> Interconexión de dispositivos > Diseño de procesos distribuídos

Competencia general

Aplicar el ciclo completo de desarrollo de una solución embebida utilizando una me-todología formal.

Competencias específicas Competencias complementarias

> Seleccionar y saber utilizar diferentes tecnologías

> Programar aplicaciones concurrentes y dispositivos lógicos

> Diseñar e implementar interacciones hombre - máquina

> Identificar oportunidades de innovación con propiedad intelectual y patentes

Continúa >>

303

INFOTEC

INFO

TE

C

> Diseñar, programar e implementar pla-nificadores

> Configurar, interconectar y adaptar sis-temas de diferentes tecnologías con proto-colos de comunicación y capas

> Modelar utilizando métodos y herra-mientas formales

> Definir arquitecturas integradas para so-luciones HW + SW

> Analizar requerimientos formales y no formales

> Desarrollar prototipos dentro de especi-ficaciones

> Desarrollar y aplicar casos de prueba para validar y verificar funcionamiento co-rrecto de embebidos

> Aplicar principios de complejidad com-putacional para justificar selección de al-gorítmos y estructuras de datos

> Planear, gestionar y administrar proyec-tos

> Identificar oportunidades de emprendi-miento

Competencias transversales

> Aplicar criterios de calidad

> Elaborar documentos y presentaciones en inglés y español

> Trabajar en equipos profesionales, mul-tidisciplinarios y multiculturales en forma colaborativa, de aucerdo a políticas y con ética

> Investigar, incorporar y adaptar los cam-bios tecnológicos


> No hay una definición al respecto


> Resolución de problemas prácticos (hand on)

> Análisis de casos ilustrativos construidos deliberadamente

> Soluciones con diferentes tecnologías y kits de práctica

> Laboratorio para pruebas y prototipos

> Flexibilidad en la práctica (selección de tiempos y oportunidades)

> Equipo especial de acceso en horario libre

> Tutoriales para estudio independiente

> Simuladores

Continúa >>

304


INFO

TE

C


> Modalidad semipresencial

> Conocimientos teóricos por la vía no presencial

> Sesiones presenciales viernes por la tarde y fines de semana

> Trabajo individual y grupal en tiempo real de forma virtual

> Intervención puntual de especialistas experimentados

14. 7. Propuesta curricular definitiva producto del estudio

F. Determinación de la propuesta curricular a partir del diagnóstico


> Ingeniería o licenciatura de electrónica, computación o informática y afines

> Experiencia de diseño de dispositivos electrónicos

Diagnóstico

> Identificar dominio del idioma inglés

> Identificar habilidades interpersonales y personales

> Examen para nivelación de conocimientos

Cursos paracurriculares ingeniería en sistemas embebidos

> Hasta 12 cursos de 20 horas cada uno en la modalidad a distancia

Nivel 1. Electrónica

> Arquitecturas de Microcontroladores

> Electrónica Analógica y Digital

> Metodologías de diseño orientado a sistemas embebidos

> Interfaces para controlar el equipo de medición y equipos de prueba

Continúa >>

305

INFOTEC

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Nivel 2. Software

> Programación de alto nivel

> Programación Lenguaje C Embedded

> Conocimiento y aplicación de lenguaje ANSI C para embedded

Nivel 3. Desarrollo

> Desarrollo de Especificaciones de Prueba

> Metodologías Verificación y validación de SW /HW

> Secuenciadores de Pruebas

> Protocolos automotriz, médico y aeronáutico

Nivel 4. Procesos (Metodología)

> Procesos CMMI SPICE

Perfil de egreso

Orientación

> Al diseño graduando la investigación

> Integración de soluciones HW - SW

> Aplicaciones complejas en contextos de producción industrial

> Al ciclo completo de desarrollo de sistemas embebidos

> Al desarrollo integral del especialista en sistemas embebidos

Competencia general

Aplicar el ciclo completo de desarrollo de una solución embebida utilizando una me-todología formal.

Competencias específicas

> Seleccionar y saber utilizar diferentes tecnologías

> Programar aplicaciones concurrentes y dispositivos lógicos

Competencias complementarias

> Diseñar e implementar interacciones hombre - máquina

> Identificar oportunidades de innovación con propiedad intelectual y patentes

Continúa >>

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C

> Diseñar, programar e implementar pla-nificadores

> Configurar, interconectar y adaptar sis-temas de diferentes tecnologías con proto-colos de comunicación y capas

> Modelar utilizando métodos y herra-mientas formales

> Definir arquitecturas integradas para so-luciones HW + SW

> Analizar requerimientos formales y no formales

> Desarrollar prototipos dentro de especi-ficaciones

> Desarrollar y aplicar casos de prueba para validar y verificar funcionamiento co-rrecto de embebidos

> Aplicar principios de complejidad com-putacional para justificar selección de al-gorítmos y estructuras de datos

> Planear, gestionar y administrar proyec-tos

> Identificar oportunidades de emprendi-miento


> Aplicar criterios de calidad

> Elaborar documentos y presentaciones en inglés y español

> Trabajar en equipos profesionales, mul-tidisciplinarios y multiculturales en forma colaborativa, de aucerdo a políticas y con ética

> Investigar, incorporar y adaptar los cam-bios tecnológicos

Usos

> Comunicaciones

> Controles Industriales

> Electrónica Automotriz

> Electrodomésticos

> Salud y Medicina

> Entretenimiento

> Localización

> Transporte

> Seguridad y Vigilancia

> Defensa (Ejército y Marina)

> Telemetría

Continúa >>

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INFOTEC

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C

Formación básica

Introducción a los sistemas embebidos

> Origen e importancia

> Conceptualización

> Importancia económica en México/Internacional

> Evolución del campo profesional

> Campo laboral, situación y oportunidades

> Da el fundamento básico y pone en práctica las competencias básicas digitales y para el aprendizaje en la Maestría


Competencias específicas

> Selección de Arquitecturas

> Interfaces y protocolos de comunicación e interconexión

> Análisis y especificación de requerimientos


> Lenguajes formales y estructura de datos

> Programación paralela y distribuida

> Integración de prototipos y pruebas. Productos terminados


> Prototipos y desarrollo de proyectos

> Integración hardware - software

> Calidad

> Comunicación Español – Inglés

> Habilidades personales e interpersonales (organización, trabajo en equipo, lideraz-go…)

> Investigación

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308


INFO

TE

C

Competenciac omplementarias

> Diseño Interacción hombre - máquina

> Innovación y patentamiento

> Algoritmos

> Matemáticas discretas y algorítmicas

> Gestión

> Emprendimiento

Ciclo del proceso para el desarrollo de sistemas embebidos







> Manufactura en serie


> Aplicación de los 12 estándares CDIO del MIT

> Resolución de problemas prácticos (hand on)

> Análisis de casos ilustrativos construidos deliberadamente

> Soluciones con diferentes tecnologías y kits de práctica

> Laboratorio para pruebas y prototipos

> Flexibilidad en la práctica (selección de tiempos y oportunidades)

> Equipo especial de acceso en horario libre

> Tutoriales para estudio independiente

> Simuladores

Continúa >>

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INFOTEC

INFO

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C

> Modalidad semipresencial

> Conocimientos teóricos por la vía no presencial

> Sesiones presenciales viernes por la tarde y fines de semana

> Trabajo individual y grupal en tiempo real de forma virtual

> Intervención puntual de especialistas experimentados

Los sistemas embebidos representan un área de oportunidad en el ámbito de la formación profesional y la especialización a nivel de posgrado en México. La es-tructura curricular y la capacidad de darle flexibilidad son puntos clave a tomar en cuenta para una propuesta educativa exitosa.

311

INFO

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Anexos

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Anexo A

Definiciones de sistemas embebidos

En 2003 uno de los más reconocidos autores en sistemas de hardware y software, Jan Axelson (2003)1 definió sistema embebido como:

“An embedded system is a device that has computer intelligence and is dedicated to performing a single task, or a group of related tasks. Embedded systems often perform monitoring and control functions such as gathering and reporting sensor readings or controlling motors and switches. They’re called embedded systems because the program code is an integral part of, or embedded in, the devices”.

Cinco años después Labrosse (2008) lo definió como:

“An embedded system is a specialized computer system that is usually integrated as part of a larger system. An embedded system consists of a combination of hardware and software components to form a computa-tional engine that will perform a specific function. Unlike desktop systems that are designed to perform a general function, embedded systems are constrained in their application.”

En ese mismo año Raj Kamal (2008)2 definió sistema embebido de esta manera:

“An embedded system is a system that has three main components embedded into it:

1. It embeds hardware similar to a computer.

2. It embeds main application software.

3. It embeds a real-time operating system (RTOS) that supervises the application software running on hardware and organizes access to a resource according to the priorities of task in the system.”

En 2011 el Dr. Emilio Vargas definió el concepto de sistema embebido como:

“un conjunto de dispositivos electromecánicos que interactúan bajo una estrategia de con-trol, previamente programada e incrustada en dichos dispositivos, a fin de lograr una res-puesta rápida, eficiente y local ante los cambios percibidos.”3

Las definiciones anteriores reflejan lo cambiante del concepto de sistemas embebidos. Al inicio del siglo XXI hubo un auge en la utilización de microcon-troladores que se traduce en la definición dada por Axelson (2003) cuando habla de dispositivos con inteligencia computacional. En 2008, tras el incremento de los dispositivos móviles, se agrega el modelo RTOS (sistema operativo de tiempo

1 Axelson, J. (2003) Embedded Ethernet and Internet Complete, Lakeview Research.2 Raj Kamal (2008) Embedded Systems architecture, programing and design, segunda edición.3 Prólogo del libro Fundamentos de sistemas embebidos. Dr. Emilio Vargas -2012.

314


INFO

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real) al concepto de sistema embebido, haciendo evidente el determinismo de estos sistemas. En 2011 el Dr. Emilio Vargas lo define como una red de dispositi-vos electromecánicos, es decir, agrega sensores y actuadores a la definición.

La inmensa variedad de aplicaciones en las que pueden ser utilizados los siste-mas embebidos dificulta estar totalmente de acuerdo con una sola de las anteriores definiciones. Sin embargo, hay componentes que sobresalen en cada definición, con base en los cuales se conformó la delimitación de sistemas embebidos que proponemos en este documento. Cabe aclarar que dicha definición debe estar en constante revisión y actualización.

En una conferencia impartida por Intel en noviembre de 2012 se propuso la idea de redefinir el nombre de sistemas embebidos a sistemas inteligentes, idea que aún no es totalmente aceptada por los diseñadores ya que los sistemas toda-vía no tienen la capacidad de pensar.

315

INFOTEC

INFO

TE

C

Anexo B.

Árbol de la relación de los procesos de cada macroproceso

Macroproceso Proceso




Especificación de requerimientos del

• Sistema

• Software

• Hardware

Arquitectura del

• Sistema

• Software

• Hardware

Diseño de

• alto nivel para software y hardware

• detalle

III. Desarrollo de hardware

Diseño de hardware

• Modelado

• Síntesis

• Físico

Semiconductores

• Processor Core (microprocessors, microcontrollers)

• System-on-a-Chip processor (SoC)

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316


INFO

TE

C


• Field Programmable Gate Arrays (FPGA)

• Application-Specific Integrated Cir-cuit (ASIC)

• Digital Signal Processor (DSP)

Estándares del Hardware

• Network Systems (HW)

• Electronic Control Units (ECU)

• Buses

• Sensores

• Actuadores

Prototipo de hardware

• PCB (Printed Circuit Board)

• Construcción del Prototipo

• Case Enclosure

• Verificación y Pruebas

• Diseño del Reuso


Estándares del software

• Sistema Operativo

• Middleware

• Firmware

Software de aplicación

• Modelado

• Generación de Código

• Prototipo

• Verificación y Pruebas

• Diseño del Reuso

Continúa >>

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INFO

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C



Prototipo del sistema embebido

• Integración de software y hardware

• Prueba y Validación

• Estabilización y Mantenimiento


Producto del sistema embebido

• Certificaciones

• Propiedad Intelectual

• Liberación del Prototipo

• Administración del Producto


Producción

• Capacidad Técnica del Proveedor

• Calidad y Madurez de Procesos

• Entrega y Validación

• Implementación en Serie

Aplicaciones (usos)

Comunicaciones

Controles Industriales

Electrónica Automotriz

Electro - Domésticos

Salud y Medicina

Entretenimiento

Localización

Transporte

Seguridad y Vigilancia

Defensa (ejército y marina)

Telemetría

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INFO

TE

C

Anexo C

Cuestionario para las empresas que demandan especialistas en sistemas embebidos

Propósito:

Identificar los requerimientos actuales de personal especializado en sistemas em-bebidos, a través de la aplicación en línea de un cuestionario a empresas identi-ficadas como empleadoras de personal dedicado a estos Sistemas, a fin de contar con información suficiente para conformar propuestas de profesionalización de recursos humanos competentes en el tema.

Para llevar a cabo este propósito, de manera coordinada el Fondo de Infor-mación y Documentación para la Industria (Infotec), el Centro de Investiga-ción y de Estudios Avanzados Unidad Guadalajara (Cinvestav Guadalajara) y el Consejo Estatal de Ciencia y Tecnología del Estado de Jalisco (CoecytJal) unen esfuerzos y consideran de gran valía su participación.

Metodología

Para la aplicación de este cuestionario, se planteó llevar a cabo las siguientes acciones:

1. Elaboración del cuestionario por expertos4 en sistemas embebidos y en diseño curricular de distintas instituciones como Impulsa, Consejo Estatal de Ciencia y Tecnología del Estado de Jalisco, Coecytjal, el Centro de Inves-tigación y Estudios Avanzados, Cinvestav, Guadalajara y el Fondo de Infor-mación y Documentación para la Industria, Infotec, para lo cual, hacen sus propuestas de forma colaborativa con la coordinación de un responsa-ble de Infotec, quienes conformaron la primera versión del instrumento.

2. Validación del cuestionario. Se aplicó el instrumento en dos empresas, para validarlo y recoger sus comentarios, impresiones y sugerencias; con base en los cuales se hizo la conformación del cuestionario final.

3. Aplicación del cuestionario. En su versión final, se aplicó el cuestiona-rio en la zona industrial del estado de Jalisco, cuya planeación se llevó a

4 Profesionales académicos especializados en procesos de profesionalización de personal en siste-mas embebidos.

319

INFOTEC

INFO

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C

cabo con la Cámara Nacional de la Industria Electrónica de Telecomuni-caciones y Tecnologías de la Información (Canieti). De acuerdo con un análisis de sus bases de datos, se identificaron las empresas relacionadas con sistemas embebidos.

Se visitaron las empresas seleccionadas para hacer de recopilación de informa-ción, posteriormente se llevó a cabo el procesamiento correspondiente, a fin de realizar el análisis conteniendo lo siguiente:

I. Identificación de las empresas dedicadas al diseño, producción y manufac-tura de sistemas embebidos, con datos cuantitativos de su personal especializado en sistemas embebidos.

II. Oferta y demanda actual de especialistas en sistemas embebidos. Requeri-mientos de la empresa e identificación de Instituciones que cubren la demanda de personal especializado en sistemas embebidos, apreciación sobre la calidad de la formación, mecanismos y dificultades para su reclutamiento e incorpo-ración. Tendencia en la preferencia de los especialistas entre la formación en informática y electrónica

III. Recursos tecnológicos utilizados. Identificación de unidades de negocio y tendencias en el uso de metodologías de modelado, arquitecturas de software y hardware, infraestructura, lenguajes de programación y protocolos de comuni-cación

IV. Demanda potencial de formación y capacitación de los procesos de dise-ño, producción y manufactura de los sistemas embebidos.

V. Interés y capacidad de participación en la formación de especialistas, de acuerdo con la disponibilidad de infraestructura, personal con aptitudes e inte-rés para participar en la formación y disponibilidad de tiempo de acuerdo con políticas de cada industria en particular

Instrucciones:

Para contestar este cuestionario se sugiere lo siguiente:

1. Para comenzar es importante que identifique la empresa a la pertenece, por ello las preguntas marcadas con un asterisco (*) son obligatorias, a partir de entonces podrá navegar a lo largo del cuestionario.

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INFO

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C

2. En caso de que su empresa tenga varias unidades de negocio, le pedimos que llene un cuestionario por cada una.

3. Léase completamente para determinar el personal que estaría implicado en dar la información solicitada.

4. Asignar un responsable del llenado del cuestionario, aun cuando sean varias personas quienes aportan información.

5. El responsable deberá asegurarse que la información esté recopilada de la forma más completa posible.

6. Algunas de las preguntas permiten más de una opción de respuesta.

7. En caso necesario, podrá suspender el llenado del cuestionario y retomar-lo posteriormente, el sistema guardará el avance de sus respuestas.

8. La fecha límite para el llenado del presente cuestionario es el día 30 de noviembre de 2012.

9. Si fuera necesario suspender el llenado, tenga presente la fecha límite

10. En caso de duda ponerse en contacto con [email protected] o, bien, al teléfono (55) 5624-2800 ext. 1007.

I. Identificación y ubicación de la empresa

1. Nombre o razón social de la empresa*

2. Nombre comercial de la empresa*

3. Dirección del sitio Web de la empresa*

4. Dirección de la oficina en Jalisco*

Calle y número

Colonia o población

Delegación o Municipio

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Estado

5. Plantas o establecimientos productivos.

Número total de empleados

Principales productos o servicios

6. Cámara y organismos a los que pertenece la empresa (Puede marcar más de una opción).

• CCE

• CANACO

• CNA

• CONCANACO

• CANACINTRA

• CANIETI

• CONCAMIN

• COPARMEX

• CANAME

• Otra

o ¿Cuál?

7. Unidad de negocio de la empresa.

Nota: La información de este cuestionario deberá corresponder únicamente a esta unidad de negocio. Si la empresa tiene más unidades de negocios que participen en el proceso pro-

ductivo de sistemas embebidos, favor de contestar un cuestionario distinto por cada una.

II.- Oferta y demanda actual de especialistas en sistemas embebidos

8. ¿La empresa contrata especialistas en sistemas embebidos?*

2. No, escribir qué tipo de especialistas son los que contrata

(fin del cuestionario)

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INFO

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C

3. SI (continuar)

9. ¿Aproximadamente cuántos especialistas en Software de sistemas embebi-dos fueron reclutados el último año en la empresa?

• 1-5

• 6-10

• 11-20

• 21-30

• Más de 30

o Indicar cuántos:

10. ¿Aproximadamente cuántos especialistas en Hardware de sistemas embe-bidos fueron reclutados el último año en la empresa?

• 1-5

• 6-10

• 11-20

• Más de 20

o Indicar cantidad:

11. ¿De dónde egresaron en su mayoría estos especialistas? Indicar porcenta-jes

4. De instituciones educativas del estado de Jalisco ____

5. De instituciones educativas de Aguascalientes, Guanajuato, Querétaro, Zacatecas ____

6. De instituciones educativas de otros estados de la República ____

7. Son extranjeros____

12. En su opinión, los especialistas formados en Jalisco tienen una preparación:

• Excelente

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• Buena

• Adecuada

• Regular/Incompleta

• Mala/Incompleta

• Pésima

• No sabemos

13. ¿Cuáles son los principales retos a los que se enfrenta para reclutar perso-nal especializado en sistemas embebidos? (numere del 1 al 5 de acuerdo con la prioridad que le dé a cada reto)

• No hay suficiente personal especializado en esa área

• El personal especializado no domina el idioma inglés

• El personal especializado pide salarios por encima de lo que ofrecemos

• El personal especializado no muestra las actitudes profesionales que se requieren

• Otras

o ¿Cuáles

14. ¿Cuánto tiempo invierte la empresa en capacitar sobre la práctica a sus profesionistas en temas de Sistemas Embebidos para que rindan los resul-tados esperados en esta área?

• Menos de 6 meses

• Entre 6 meses y 1 año

• Entre 1 y 2 años

• Más de dos años

• No se capacita en la empresa

15. ¿Qué perfil académico, de su personal técnico de sistemas embebidos, le ha proporcionado mejores resultados?

324


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16. Sobre la base de la estructura de la empresa y considerando su prospectiva indique ¿Cuál de estas dos opciones preferiría?

• Que un experto en informática se especialice en sistemas embebidos

• Que un experto en electrónica se especialice en sistemas embebidos

Comentar su elección:

17. ¿Cuál ha sido su fuente de reclutamiento del personal involucrado en el Ciclo de Vida de los sistemas embebidos?

• Por recomendación del personal interno

• Mediante convocatorias abiertas

• A través de las Universidades

• Por iniciativa de los interesados

• Mediante redes sociales (Facebook, Twitter, Linkedin)

• Otros

Entrevistas a en profundidad a líderes formales de las empresas identificadas como empleadoras de personal dedicado a sistemas embebidos

Con el fin de complementar y profundizar en la información generada por la aplicación de cuestionarios, se planteó realizar entrevistas en empresas clave que hayan sido identificadas como empleadoras de personal especializado en siste-mas embebidos.

Para ello, se realizaron las siguientes acciones:

1. De las empresas a quienes se les aplicó el cuestionario, se fue profundizan-do en las preguntas a partir de las respuestas recibidas ya que se trató de una conversación guiada y no un instrumento cerrado.

2. Una vez concertadas las citas, se les solicitó que, en la medida de lo posible estuvieran presentes varios de los líderes formales de la empresa, como pueden ser socios, accionistas o gerentes, para poder conversar sobre los

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procesos de los sistemas embebidos y sus requerimientos de selección, formación y capacitación, entre otros aspectos.

3. Se envió a las empresas el cuestionario en línea a fin de que conocieran de antemano los teams sobre los cuales versaría la entrevista.

4. Se nombró a un equipo entrevistador, conformado por un líder, un técni-co, un pedagogo y un observador.

5. Se llevó a cabo la entrevista en la que a la vez que se recopila la informa-ción solicitada en el cuestionario, se detallaron datos que sustentaran las decisiones de selección y formación del personal.

6. Posteriormente el equipo entrevistador integró sus notas y conformó un reporte. Los informes, a manera de relatorías, aportaron datos clave de los procesos y los requerimientos.

El informe generado por la entrevista contiene información adicional al cuestio-nario, de acuerdo con la naturaleza y características de la empresa; fue tomada en cuenta para la definición y diseño de programas formativos.

326


INFO

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Anexo D

Encuesta

Propósito:

Identificar el perfil del dominio requerido en temáticas relacionadas con el diseño y produc-ción de sistemas embebidos, a partir de la calificación que hagan los especialistas del sector educativo, investigadores y de las empresas.

Para llevar a cabo este propósito, de manera coordinada el Fondo de Infor-mación y Documentación para la Industria (Infotec), el Centro de Investiga-ción y de Estudios Avanzados Unidad Guadalajara (Cinvestav Guadalajara) y el Consejo Estatal de Ciencia y Tecnología del Estado de Jalisco (CoecytJal) unen esfuerzos y consideran de gran valía su participación.

Indicaciones:

Para contestar esta encuesta se le recomienda lo siguiente:

1. Que tome en cuenta que usted está haciendo una valoración de 72 unida-des de conocimiento que responden a 11 áreas temáticas de los sistemas embebidos.

2. Al final tiene cuatro campos más para especificar las arquitecturas, las tecnologías, los lenguajes de programación y los protocolos de comunica-ción que deben estudiarse.

3. Cada unidad de conocimiento será calificado por usted de acuerdo al ni-vel que considere que se necesita: en profundidad, intermedio, básico o no se requiere.

4. Marque por cada tema, el recuadro de acuerdo con el nivel que consi-dere pertinente. Tiene un espacio para comentarios y recuerde que hay una fecha límite para responder.

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INFO

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Nivel de co-nocimiento requerido

No Tema

En

prof

undi

dad

Inte

rmed

io

Bás

ico

No

se r

equi

ere

Saberes básicos

1 Ecuaciones diferenciales y vectoriales

2 Análisis y diseño de algorítmos

3 Lenguajes formales

4 Estructura de datos

5 Procesamiento de señales

6 Criptografía y campos finitos

7 Circuitos lógicos/digitales

8 Control óptimo

9 Sistemas operativos

10 Autómatas y máquinas de estado

11 Modelado y redes de Petri

12 Otro

Habilidades interpersonales y personales

13 Comunicación oral y escrita

14 Comunicación oral y escrita en inglés

15 Redacción de documentos técnicos

16 Trabajo en equipo y liderazgo

17 Administración del tiempo y recursos

18 Asertividad

19 Autoestima y autoconocimiento

20 Creatividad e innovación

21 Aprendizaje y conocimiento

Continúa >>

328


INFO

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C

22 Trabajo bajo presión

23 Otro


24 Ciclo de vida de los sistemas embebidos

25 Administración de los sistemas embebidos

26 Proceso de asignación de costos

27 Otro

Analisis y diseño

28 Especificación de requerimientos

29 Arquitectura del sistema

30 Diseño de alto nivel software y hardware

31 Diseño de detalle

32 Diseño industrial

33 Otro

Desarrollo del hardware

34 Microprocesadores y microcontroladores

35 |||

36 Field Programmable Gate Arrays (FPGA)

37 Circuitos integrados de aplicación específica (ASIC)

38 Procesadores Digitales de Señal (DSP)

39 Interfaces

40 Modelado

41 Diseño físico

42 Estándares de hardware

43 Hardware nodes

44 Prototipos de hardware

45 Otro


46 Ingeniería de software

47 Sistemas operativos

48 Lenguajes de programación de alto nivel Continúa >>

329

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49 Programación paralela y distribuída

50 Graficación, visualización y procesamiento de imágenes

51 Middleware

52 Protocolos de comunicación

53 Firmware

54 Modelado

55 Generación de código

56 Prototipo

57 Verificación y Pruebas

58 Diseño del Reuso

59 Otro


60 Integración SW y HW

61 Prueba y validación del producto

62 Estabilización y mantenimiento

63 Otro

Administración del prototipo

64 Certificaciones y propiedad intelectual

65 Liberación de prototipo y administración del producto

66 Otro

Manufactura en serie

67 Procesos de manufactura

68 Implementación en serie

69 Entrega y validación

70 Otro

Orientación de las aplicaciones

71 Comunicaciones

72 Controles Industriales

73 Electrónica automotriz

74 Electro - domésticos

75 Salud y medicina

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Continúa >>

330


INFO

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C

76 Entretenimiento

77 Localización

78 Transporte

79 Seguridad y vigilancia

80 Defensa (ejército y marina)

81 Telemetría

82 Otro

Orientación al uso de tecnologías

83En relación al modelado y la arquitectura indique las metodolo-gías que considere prioritarias.

84En relación con las tecnologías, indique las que considera como temas prioritarios de estudio.

85Indique los lenguajes de programación que considere deben es-tudiarse.

86 Indique los protocolos de comunicación que deben conocerse.

87 Comentarios generales

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Anexo E

Direcciones electrónicas donde se encuentra la principal informa-ción de las instituciones que ofertan los programas en sistemas embebidos analizados

Institución Direcciones electrónicas

Mondragón Unibertsitatea

http://www.mondragon.edu/es/estudios/mas-ter/master-universitario-en-sistemas-embebidos/

http://www.mondragon.edu/es/eps/estudios/doctorado

CINVESTAV, Tamaulipashttp://www.tamps.cinvestav.mx/posgra-do_maestria_computacion

Universidad Autónoma de Querétarohttp://www.uaq.mx/ofertaeducativa/informa-tica/software_enbebido.html

Advanced Learning and Research Institute, ALERI - University of Lugano, UL

http://www.alari.ch/

Software School of Beijing. University of Aeron-autics and Astronautics

https://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:ZKsGyEXu1HcJ:citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi%3D10.1.1.105.7086%26rep%3Drep1%26type%3Dpdf+A+Graduate+Program+on+Embedded+Software+Engineering+in+China+pdf&hl=es-419&gl=mx&pid=bl&-srcid=ADGEESi2uRAL_mVp6h278FQR-lE5OwAwzhk0ECjUw474CPjlPDJKWKfXs-Z8aFEuXI_X1eugdtK-KH0SXsq0mIeFR5jas-O3ylr2p6apD-nPgSIyzhI4fTaoH67qh7ofni6BdXju7KObKB&sig=AHIEtbRmlaL_dcz_kR-bkDjS7mqPzg1LFDQ

ITESO

http://portal.iteso.mx/portal/page/portal/ITE-SO/Aspirantes/Posgrados/Oferta_academica/Especialidades1/Sistemas_Embebidos

Continúa >>

332


INFO

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Institución Direcciones electrónicas

ITESO

http://portal.iteso.mx/portal/page/portal/Dependencias/Rectoria/Dependencias/Di-reccion_General_Academica/Dependencias/Depto_de_Electronica_Sistemas_e_Informati-ca/Programas_academicos/SE/Documentos/estructura_programa/AN1_REVOE_Esp_Sist_Emb.pdf

CINVESTAV, Guadalajara

http://www.gdl.cinvestav.mx/programas/ceat

http://www.gdl.cinvestav.mx/programas/ceat/oferta_academica

Universidad Autónoma de Querétarohttp://www.uaq.mx/ofertaeducativa/informa-tica/software_enbebido.html

Universidad La Sallehttp://unisalle.lasalle.edu.co/programas-aca-demicos/extension-y-educacion-continuada/diplomados/sistemas-embebidos

Universidad Santiago de Cali http://www.usc.edu.co/

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Anexo F.

Descriptivos de los programas de estudio seleccionados para el análisis

Doctorado en Sistemas Embebidos, Mondragón U., España5

Elemento de la estructura

Orientación generalOrientación a los Sistemas o software

embebidoConsideraciones

Duración Un año

Organización

Tercer ciclo del Máster; estudios es-tructurados en dos semestres

Los dos primeros ciclos son parte de la formación en la Maestría correspon-diente. La línea de investigación es so-bre sistemas embe-bidos y sistemas de información

Asignaturas primer semestre

- Pautas metodoló-gicas para la elabo-ración de una tesis doctoral

- Producción y re-dacción de textos científicos

- Gestión de proyec-tos de investigación

- Teoría de la infor-mación y comunica-ción

- Gestión integral basada en sistemas embebidos

- Normativas están-dares

- Métodos cuantita-tivos para la investi-gación

- Modelado y simu-lación

Asignaturas segundo semestre

Trabajo de

investigación

5 La fuentes consultadas muestran que el doctorado repite la secuencia de asignaturas que se dan en la maestría; no se explica la lógica, aunque si es claro que el Doctorado es para preparar a los estudiantes en investigación.

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TE

C

Titulación TesisTrabajo de investi-gación innovador

Maestría en Computación: Robótica, Sistemas Embebidos y Cómputo reconfigurable, CINVESTAV Tamaulipas, México


Orientación generalOrientación a los

Sistemas o software embebido

Consideraciones

Duración Dos años

Organización

Cuatrimestral, con un primer año dedicado a cursos y otro a la tesis

Primer año

Cursos, divididos en un bloque deno-minado núcleo y la especialización con siete áreas, estos a su vez se dividen en formativos y de especialización

Cursos del núcleo

- Matemáticas Dis-cretas

- Análisis y Diseño de Algoritmos

- Programación Orientada a Ob-jetos

- Ingeniería de Software

- Sistemas Opera-tivos

- Arquitectura de Computadoras

A tomar cuatro de ocho seleccionador por el asesor y el es-tudiante

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Consideraciones

Cursos del núcleo

- Bases de Datos

- Lenguajes de Programación

Áreas de especialización

- Fundamentos Teóricos de la Com-putación e Inteli-gencia Artificial

- Bases de Datos y Sistemas de Infor-mación

- Programación de Sistemas, Sistemas Distribuidos y Sistemas de Tiempo Real

- Criptografía, Arquitectura de Computadoras y Hardware Reconfi-gurable

- Graficación, Visualización y -Procesamiento de Imágenes

- Tecnologías de Información

- Ingeniería Com-putacional: Robó-tica, Sistemas Em-bebidos y Cómputo Reconfigurable

Una de las siete áreas de especiali-zación se orienta a sistemas embe-bidos, pero no exclusivamente

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Consideraciones

Cursos formativos de la especializa-ción

- Redes de compu-tadoras

- Cómputo móvil

- Computación paralela - Procesa-miento de imágenes

A tomar 12 en total, de la especialidad o no; considerando adicionalmente, la opción de partici-par en cuatro de los programas del CIN-

VESAV, dos de fuera; en un total de cua-tro con estas carac-terísticas

Maestría en Computación: Robótica, Sistemas Embebidos y Cómputo reconfigurable, CINVESTAV Tamaulipas, México (Continuación.)




Consideraciones

Cursos de especiali-zación dentro de la especialización (sic)

- Sistemas empo-trados

- Cómputo reconfi-gurable

- Visión por compu-tadora

- Seguridad de siste-mas de información

- Temas selectos en Redes de Computa-doras

Segundo año

Cursos de temas de tesis, seminarios de titulación y desarro-llo en laboratorio

Temáticas no espe-cificadas

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337

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C




Consideraciones

TitulaciónTesis Documento de

tesis y examen de titulación





Consideraciones

Duración Dos años

Organización

Cuatrimestral. El planteamiento curricular consi-dera la división en tramos curriculares de la siguiente manera:

- Área básica

-Área de dominio técnico, y

- Área de investiga-ción

En el área de inves-tigación se incluyen cuatro materias que se reconocen como especializadas aplicativas

Primer cuatrimestre

Área básica

- Introducción a los sistemas de infor-mación

- Introducción a los sistemas de compu-tadoras

Segundo cuatrimestre

- Programación orientada a objetos

- Diseño de inter-faces

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Consideraciones

Tercer cuatrimestre

- Algoritmos y es-tructuras de datos

Área de dominio técnico

- Programación de bajo nivel

Cuarto cuatrimestre

- Sistemas de bases de datos

- Programación distribuida

Quinto cuatrimestre

- Mantenimiento, pruebas y espe-cificaciones de software

- Administración y organización de proyectos de software

Sexto cuatrimestre

Área de investiga-ción

- Seminario de investigación

- Proyecto de tesis I

Séptimo cuatrimestre

Materias especializa-das aplicativas

- Sistemas embebi-dos y sistemas opera-tivos en tiempo real

- Pruebas de software de sistemas embe-bidos

Se afirma que es-tas materias están alineadas a las ne-cesidades de la em-presa

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Consideraciones

Octavo cuatrimestre

- Sistemas digitales, microcontroladores y DSPs

- Dependencia entre hardware y software

Titulación Tesis conformada por proyectos que se van desarrollan-do en el trayecto curricular

Es una aplicación tecnológica en un problema real de la empresa





Consideraciones

Duración Dos años

Organización

Cuatro semestres.

Dos trayectorias en el tercer semestre: para admisión a un Doctorado en diseño e investiga-ción académica o industrial u orien-tado a proyectos de negocio en torno a administración; economía y mar-keting de sistemas embebidos

En el segundo año se tiene la opción de tomar dos rutas: Diseño e investigación en sistemas embebidos o Aplicaciones de negocios sobre sis-temas embebidos.

El inglés no es par-te de la estructura pero es un requisito

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340


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Consideraciones

Primer año, primer semestre

- Basic Math

- C/C++

- Logic design

- Matlab

- System C

- VHDL

- Linux

- Java

-Mathematics (Sta-tistics + Transform theory)

- Software Engineering- Advanced Computer Architectures

- Software compilers

- Design technologies

- Digital implementa-tion of controllers

Introductorias

Fundamentales

Electiva

Primer año, segundo semestre

- Embedded processor design and program-ming

- Low power design

- Real time operating systems

- Digital Signal Pro-cessing

- Reprogrammable systems

- Crypthography

Fundamentales

Electiva

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Consideraciones

Segundo año, primer semestre

- Introduction to management

- Microelectronics

- Specification Lan-guages

- Algorithms for Wire-less Communication

- Dependable systems

- Performance eva-luation

- HW/SW co-design

- Validation and verification

- Pervasive infor-mation systems and embedded databases

Fundamentales

Electiva

Electiva. Cursos de negocios

Segundo año, segundo semestre

- Business proyect - Entrepreneurship

- Advanced archi-tectures

- Networks on chip

Fundamental

Electiva

Electiva. Curso de negocios con un peso importante en tiempo

Titulación

Proyecto maestro en colaboración con una compa-ñía, universidad o centro de investiga-ción; culmina con la presentación

El estudiante gana experiencia en conocimientos, buenas prácticas y habilidades en trabajo en equipo.

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Consideraciones

Titulación

Adicional, logra habilidades en organización, presupuesto-

Los proyectos son asignados al final del primer semestre y ocupan el 35% del tiempo total de la Maestría.

El proyecto tam-bién es supervisado por la industria





Consideraciones

Duración Dos años

Organización

Semestral, dividido en dos cursos de un año.

Cada curso se divi-de en dos módulos semestrales que de-rivan en materias.

Asignaturas primer curso, primer semestre

- Ciclo de vida de sistemas embebidos

- Innovación en productos basados en sistemas embe-bidos

MÓDULO I. Dise-ño, innovación y confiabilidad

Todas las materias son obligatorias

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Consideraciones

Asignaturas primer curso, primer semestre

- Codiseño / ESL y procesamiento de alto rendimiento

- Arquitectura y modelos de HW

- Sistemas de tiem-po real

- Métodos y están-dares de programa-ción

- Fiabilidad y análi-sis de prestaciones


Asignaturas primer curso, segundo semestre

- Sistemas distribui-dos en tiempo real

- Tecnologías HW de interconexión

- Sistemas de per-cepción y trata-miento de datos

- Comunicaciones y tecnologías para redes de sistemas embebidos

- Verificación y validación

- Mejora y manteni-miento de sistemas embebidos

MÓDULO II. Desa-rrollo, validación y gestión del ciclo de vida


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Consideraciones

Asignaturas segundo curso, primer semestre

- Métodos cualita-tivos para la investi-gación

- Pautas metodo-lógicas para la elaboración de una tesis doctoral

- Producción y redacción de textos científicos

- Gestión de proyec-tos de investigación

- Teoría de la información y la comunicación

- Confiabilidad en HW embebido

- Seguridad en comunicaciones de alta velocidad

- Gestión integral de producto basado en sistemas embebidos

- Normativas y están-dares

- Prácticas en em-presa

- Modelado y simu-lación

MÓDULO III. Mantenimien-to, normativas, certificaciones, e investigación

Obligatorias

Opcional. Se indica como opcional, se entiende que en re-lación con la inves-tigación. Es parte de las prácticas de profesionalización en la empresa.

Existe un itinerario alterno, específico para investigación

Itinerario de inves-tigación

Obligatorias

Opcionales

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Consideraciones

Asignaturas segun-do curso, segundo semestre

- Trabajo de investi-gación

- Trabajo fin de Máster

Módulo IV. Trabajo de fin de Máster

El trabajo de fin de Máster se orienta a la investigación si la intención es seguir el doctorado

Condición: trabajo fin de Máster. Es parte de las prác-ticas de profesio-nalización en la empresa.

Itinerario de inves-tigación

Condición: trabajo fin de Máster

Se toma una de las dos líneas en el tra-bajo fin de Máster

TesisOrientada a la investigación

Orientada a la ex-periencia desarro-llada en la empresa

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Elementos de la estructura



Consideraciones

Duración De dos a cinco años

Organización

Se especifica una estructura que re-corre los siguientes niveles:

- Cursos básicos re-queridos

- Cursos de Inge-niería de software requeridos

- Cursos de especia-lidad requeridos

- Cursos electivos de especialidad

- Práctica

No se expresa la organización en se-mestres, trimestres ni nada parecido.

Para tomar los cur-sos de especialidad se requiere cumplir con los básicos y los de ingeniería de software.

Se requerirá cumplir con todos los cursos antes de las prácticas en la industria

Cursos básicos re-queridos

- English

-Mathematics

- Technical writing and communications skills

- Profession Ethics and Career Planning

Conocimiento y habilidades funda-mentales como son las referentes a nor-mas y estándares

Cursos de Inge-nierías de software requeridos

- Software Engineering I (Methods)

- Software Engineering II (Process)

- Software Engineering III (Management)

- Lectures in new technology

Relacionados mé-todos de desarrollo de software por ejemplo, JAD, DFD, UML, etcétera; procesos (RUP, CMM, etcétera); y administración en general (SPP; SCM, SQA, etcétera)

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Consideraciones

Curso de especiali-dad requeridos

- Panorama of Em-bedded systems

- Embedded Operating systems

-Analysis and design of embedded software

- Testing of Embede-dded software

Fundamentos de hardware y software para sistemas embe-bidos. Desarrollan proyectos asignados simples.

Se orienta a formas de pensamiento y habilidades inge-nieriles de diseño y pruebas. Aprenden teorías, métodos y herramientas para probar y admi-nistrar sistemas embebidos

Cursos electivos de especialidad

- Embedded database

- Mobile telecom tech-nology and embedded application

- Embedded software development base don J2ME

- WinCE and embedded software development

- V x Works and embedded software development

- Programmable logic device and applica-tion

- Industrial networks and fieldbus

Métodos y tecnolo-gías y herramientas en áreas de aplica-ción especializadas

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Consideraciones

Cursos electivos de especialidad

- DSP embedded soft-ware development

- Algorithms and application in em-bedded systems

Práctica

- Industry practice and design thesis

- Engineering practice I

- Engineering practice II

- Course projects

Auxilia en el desa-rrollo de habilida-des de aplicación para proyectos con niveles más avanzados. Para fundar áreas espe-cializadas, inclu-yendo habilidades personales y de trabajo en equipo corporativo

Titulación

Desarrollo de tesis y aprobación de examen por cinco profesores

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Consideraciones

Duración Un año y medio

Organización

Por periodos, en un total de tres

El programa publi-cado en línea no aclara la duración de los periodos y la solicitud del RVOE incluso da la opción de impartición de algunas asignatu-ras en duraciones que van desde un bimestre hasta un año.

Primer periodo

- Sistemas embe-bidos

- Ingeniería de soft-ware en ambientes embebidos

- Tutorías de pro-yecto

De acuerdo con la solicitud para el RVOE, las tutorías de proyecto corres-ponden al Área de Investigación, Desarrollo e Inno-vación y consiste en un trabajo de acompañamiento cuyo programa lo establece el Colegio Académico del Programa

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Segundo periodo

- Diseño de sistemas operativos en am-bientes embebidos

- Desarrollo de soft-ware de comunica-ciones en ambien-tes embebidos

- Tutoría de pro-yecto

Tercer periodo

Asignatura interdis-ciplinar

Desarrollo de aplicaciones usando sistemas operati-vos en ambientes comerciales

Perteneciente al Área interdisci-plinar y tiene el fin de vincular a la especialidad con otras áreas de conocimiento. Aquí convergen todas las disciplinas de los posgrados de la institución y el alumno elige una de acuerdo con el tutor

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Programa avanzado de formación de recursos humanos en tecnologías de Información, PAFTI: Software embebido y Diseño Lógico de Circuitos

Integrados & SW embebido, CINVESTAV, Guadalajara, México




Consideraciones

DuraciónEs una oferta semestral en dos versiones

Organización

Proceso de for-mación con un conjunto de cursos y diferente nombre para cada versión

Software embebido (CEAT 2012 B)

- Inglés – TOEIC institucional

- Dinámicas de grupo

- Ingeniería de software

- DOO & C++

- Embedded Unix

- C para Embededd System

- Sistemas en tiem-po real

- Protocolos de comunicación

- Proyecto

- Open GL ES2.0

Las siglas CEAT

hacen referencia al Centro de Entre-namiento en Alta Tecnología, del que deriva el programa

Diseño Lógico de Circuitos Integra-dos & SW Embebi-do CEAT 2012 A

- Inglés - TOEIC Institucional

- Dinámicas de grupo

- Diseño Digital 1

- Lenguajes para ve-rificación de CI

- DOO & C++

- Sistemas Embebidos

- Diseño de CPUs

- Desarrollo de proyectos

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Consideraciones

Diseño Lógico de Circuitos Integra-dos & SW Embebi-do CEAT 2012 A

- Diseño Digital 2: Aritmética Digital

Acreditación No especificada





Consideraciones

Duración 120 horas

Organización Por unidades

- Unidad 1. Funda-mentos de Sistemas Embebidos

Tema 1.1. Funda-mentos de Lógica Digital

Tema 1.2. Dispositi-vos Programables

Tema 1.3. Ciclo de Vida del Software Embebido

- Unidad 2. Reque-rimientos

Tema 2.1. Tipos de Requerimientos

Tema 2.2. Especifi-cación de Requeri-mientos

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Consideraciones

Tema 2.3. Metodo-logías de Diseño en Software Embebido

- Unidad 3. Concep-tos fundamentales en VHDL

Tema 3.1. Funda-mentos de VHDL

Tema 3.2. Circuitos combinacionales

Tema 3.3. Circuitos Secuenciales y FSM

Unidad 4. Valida-ción y Verificación

Tema 4.1. Pruebas en Software Embe-bido

Tema 4.2. Pruebas Funcionales

Tema 4.3. Pruebas de Cobertura

Tema 4.4. Revisión del código (Code Review)

Tema 4.5. Verifica-ción Formal

Tema 4.6. Test Plan

Tema 4.7. Unit-Test

Tema 4.8. Integra-tion Test

- Unidad 5. Proyec-to Final

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Consideraciones

AcreditaciónCon un proyecto final





Consideraciones

Duración 120 horas


- Módulo I – Intro-ducción al Uso de Sistemas Embebi-dos

Contexto y aplica-ciones generales

- Módulo II – Meto-dologías de Diseño Orientadas a Siste-mas Embebidos

Arquitectura de la plataforma embebi-da (ARM)

Diseño por bloques y tareas

Sincronización de tareas

Máquinas de estado

Desempeño (Efi-ciencia y robustez)

Conceptos de siste-mas operativos

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Consideraciones

- Módulo III – Apli-cación a Sistemas SCADA

Arquitectura de un sistema embebido industrial (ADM 2029)

Principios de pro-gramación en un sistema embebido industrial

Principios de inter-faces gráfica para SCADA

- Módulo IV- Mane-jo de Periféricos

Diseño de protoco-los de comunica-ciones

Protocolos físicos: I2C, SCI, USB, Ethernet

Diseño de interfaz de usuario

Periféricos especia-les: Acelerómetro, Zegbee, IR

- Módulo V. Inte-gración y Pruebas de una Aplicación Compleja

Desarrollo proyecto final

Acreditación Certificado

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Consideraciones

Duración108 horas en 13 semanas


- Módulo 1: Intro-ducción al lenguaje de programación VHDL

Presentación e introducción

Tipos de descrip-ción con VHDL

Descripción fun-cional, por flujo de señal, y estructural

Vectores y matrices

Máquinas de Estado

- Módulo 2: Diseño de sistemas de pro-cesamiento de señal sobre FPGA

Operaciones ma-temáticas básicas a nivel hardware

La Unidad Multipli-cadora Acumulado-ra (MAC)

Diseño e implemen-tación de filtros FIR e IIR

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Consideraciones

Desarrollo hard-ware de la Trans-formada Rápida de Fourier (FFT)

Generalidades de la Criptografía

- Módulo 3: Len-guaje C orientado a sistemas embebi-dos: aplicación en ARDUINO

Plataforma libre ARDUINO, pro-cesador AVR de ATMEL

Puertos Análogos y Digitales, Entrada y Salida, PWM, Serial

Sensores y Actua-dores

Interfaz con un PC

Comunicación y Control con otros circuitos integrados (CI)

Comunicaciones de Red

- Módulo 4: Diseño electrónico embebi-do con PSoC

Introducción a la arquitectura de PSoC

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Consideraciones

Manejo del progra-ma PSoC Designer y PSoC Creator

Manejo de puer-tos como entrada salida digitales

Control de veloci-dad de un motor DC usando el módulo PWM

El módulo ADC

El módulo DAC

Comunicación Serial, uso del mó-dulo UART

Manejo de otros módulos

Acreditación No especifica

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Anexo G.Panel de expertos

Expertos

1. Ing. Ignacio Baeza Ramos. Director técnico, Gruo BEA

2. Dr. Hugo César Coyote Estrada. Software Development Snr Manager, Oracle Ti-mes Ten

3. Dr. Gonzalo Isaac Duchen Sánchez. Profesor investigador, ESIME, IPN

4. Ing. Edgar González Corona. R&D Manager, Interlatin, S. de R.L. de C.V.

5. Ing. Roberto Iván González Flores. Continental Guadalajara Services Méxi-co, S.A. de C.V.

6. Ing. José Luís Herrera Martínez. Continental Guadalajara Services México, S.A. de C.V.

7. Mtro. Guillermo Levine Gutiérrez. Director General, Instituto de Informa-ción Territorial del Estado de Jalisco

8. Dr. José Raymundo Lira Cortés. UAM Azcapotzalco, IMPULSA. A.C.

9. Dr. Félix Francisco Ramos Corchado. Profesor investigador, CINVESTAV, Gua-dalajara

10. Ing. Luís Martínez Villanueva. Gerente de Desarrollo de Software, Continen-tal Guadalajara Services Mexico, S.A. de C.V.

11. Dr. Ricardo Mendoza González. Profesor investigador, Universidad Autóno-ma de Aguascalientes

12. Dr. Luís Alberto Muñoz Urbano. Plenumsoft

13. Mtro. Álvaro Oceguera Valenzuela. Manager de proyectos de software, Conti-nental Guadalajara Services México, S.A. de C.V.

14. Ing. Felipe Romero. Ingeniero de Software, Continental Guadalajara Services México, S.A. de C.V.

15. Mtro. Manuel Alejandro Saldaña de Fuentes. Arches Computing Systems

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16. Ing. Sergio Nicolás Santa Ana Sánchez. Representante del presidente de la empresa, A2E Technologies

17. Ing. Martín Sinsel. Director de ingeniería en Sistemas Embebidos, Solucio-nes Tecnológicas

18. Ing. Gabriel Suárez D. Corporate Environmental Sustainability Director, Flextronix S. A.

19. Raquel Valdés Cisterna. UAM Iztapalapa.

20. Oscar Yáñez Suáres. UAM Iztapalapa.

Personal de INFOTEC

Lic. Luz María Ávila Téllez.

Mtra. Gabriela García Acosta.

Ing. Rubén Laguna Arriaga.

Mtro. José Francisco Rodríguez Arellano.

Lic. Cynthia Verónica Sosa Sánchez.

Lic. Lidia Villalobos Cervantes.

Personal de ACET

Pilar Verdejo París.

Magdalena Orta Martínez.

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Anexo H.

Competencias de egreso de la Maestría de sistemas embebidos

Importancia Puntos Reorganización Competencia

1 53 9

Utilizar diferentes tecnologías (Micro-controladores, DSPs, FPGAs, procesado-res, SoC) y sus diferencias para el diseño de soluciones

1 9Saber programar arquitecturas heterogé-neas (SoC) (2)

1 9

Saber seleccionar la tecnología adecuada (8, 32 bita, micro o fpga, etc.) de acuerdo con los requerimientos y límites de ope-ración (3)

1 9Participar en la selección de las tecnolo-gías requeridas para la implementación del sistema embebido

1 9Integrar diferentes sistemas embebidos tomando en cuenta sus diferentes capa-cidades (3)

2 45 11

Programar aplicaciones concurrentes (estructurado u orientado a objetos) y/o algoritmos paralelos en arquitecturas multinúcleo usando herramientas están-dar (OpenCL, Multithreading, etc. (3)

2 11

Escribir un programa que cumpla con re-quisitos pre-especificados en un lenguaje de programación para sistemas embebi-dos (ejemplos: ANSI, Java)

2 11Utilizar sistemáticamente analizadores estáticos y optimizadores de código

2 11Utilizar sistemáticamente herramientas de desarrollo (linkers, depuradores, simu-ladores, emuladores y otros)

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3 38 3

Programar aplicaciones sobre sistemas operativos comerciales de tiempo real (ejemplos: OSEK, QNX, WindRiver, etc.) y open source

3 3Adecuar un RTOS a los requerimientos definidos

3 3Manejar y utilizar diferentes sistemas operativos en tiempo real (3)

3 3 RTOS

3 3Diseñar e implementar schedulers para propósitos específicos

4 36 2Manejar protocolos de comunicación uti-lizando las capas del modelo OSI

4 2Capacidad de interconectar sistemas de diferentes tecnologías y en diferentes protocolos de comunicación y capas

4 2Conocer y aplicar los protocolos de co-municaciones (WiFi, TCP,IP, CAM, USB, etc. (3)

4 2Configurar y utilizar módulos de comuni-cación para sistemas embebidos

4 2Adaptar algunos protocolos de comuni-cación a requerimientos específicos

5 26 12Realizar un ciclo completo de desarro-llo utilizando una metodología formal (ejemplos: CMMI, FastTrack, Spice, etc.

5 12Conocimiento de ingeniería de software para embebidos

5 12Conocer y utilizar el proceso de configura-tion managent

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5 12

Conocer y aplicar metodologías de inge-niería de software, orientados a sistemas embebidos (ciclos ágiles de desarrollo de software, configuration management, etc. (3)

5 12Conocer y utilizar el proceso de control de cambios en versiones

6 20 7Modelado: UML para embebidos (MAR-TE), Métodos formales, Máquinas de es-tado

6 7Implementar diseños a partir de sus diagramas de proceso (ejemplos: UML, PSP, etc.)

6 7Aplicar metodologías ara dividir un dise-ño complejo en módulos más simples y reutilizables, (SYSML, UML) (3)

6 7Genera código eficiente utilizando he-rramientas de modelado (ejmplos: MAT-LAB-Simulink, Rhapsody, etc.)

6 7Modelar sistemas embebidos usando he-rramientas de alto nivel (MATLAB, Lab-View, Rhapsody, etc.)

7 18 6Comprender la arquitectura de un sis-tema para su diseño, implementación y pruebas

7 6Definir arquitecturas de sistemas embebi-dos básicos

7 6Capacidad de análisis y diseño de una so-lución para Hardware y Software

8 14 4Describir requerimientos en términos de un modelo adecuado

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8 4

Que sea capaz de entender las necesida-des del cliente y de traducirlas a enun-ciados técnicos: utilizar metodologías de ingeniería de software (para Hardware y Software)

9 5 1Conocer las formas de interacción actua-les y emergentes con los sistemas embebi-dos (multimedia y otras)

9 1Diseñar e implementar aplicaciones mul-timedia (Infotainment y realidad exten-dida (2)

9 1Implementar el proceso de diseño de interacciones humano-máquina con los sistemas embebidos

10 5 8Desarrollar prototipos de los sistemas modelados

10 8Capacidad de materializar el diseño en un sistema HW/SW

10 8Desarrollar prototipos bajo limitantes de tiempo de procesamiento

11 5 17Intercambiar eficientemente ideas e in-formación en español e inglés de manera verbal y escrita para llegar a acuerdos

11 17Manejo de estándares de comunicación efectiva

11 17Habilidad de comunicación técnica en inglés en forma fluida

11 17

Escribir documentos técnicos claros y es-tructurados correctamente en español y en inglés, que deallen diseños, especifica-ciones, propiedades, fases de desarrollo del producto, etc.

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11 17

Capacidad de comunicación técnica de manera oral y escrita: presentación de proyectos; informes; licitaciones; repor-tes técnicos; solicitudes de patentes, ar-tículos

12 4 10Programar dispositivos lógicos como un FPGA utilizando VHDL, Verilog, herra-mientas de CAD, etc.

12 10Programación en lenguajes de descrición de hardware (VHDL)

13 2 5

Crear casos de prueba unitarias y de inte-gración para validar y verificar el correcto funcionamiento de los sistemas embebi-dos (3)

13 5Diseño de pruebas para validación y ve-rificación

13 5

Identificar las funciones de los módulos de hardware en un diagrama esquemáti-co para implementar y probar el sistema embebido

14 2 15Trabajar colaborativamente para cumplir objetivos de trabajo

14 15 Capaz de trabjar en un ambiente global

14 15Interactuar de manera efectiva con cole-gas de diferentes culturas (3)

14 15Trabajar en un ambiente multidiscipli-nario y apegado a las políticas de trabajo (blanda)

14 15Trabajo en equipo con grupos multidisci-plinarios (3)

14 15Desempeñarse de acuerdo a valores y éti-ca de negocios

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15 1 18Cumplir con los requisitos de docmenta-ción para el registro de propiedad inte-lectual

15 18 Propiedad intelectual

15 18Conocimiento base de manejo de propie-dad intelectual (2)

15 18Identificar oportunidades de innovación para el potencial rgistro de propiedad in-telectual

15 18Capacidad de innovación para concebir sistemas embebidos: Modelos de innova-ción

16 1 21Conocer y aplicar algoritmos de cifrado para el intercambio de datos con los sis-temas embebidos (2)

16 21 Seguridad, confiabilidad

17 1 22Uso óptimo de energía en los diseños realizados

17 22

Aplicar técnicas para optimizar el uso de energía del sistema (optimización de có-digo, mejoras en la arquitectura, acelara-ción de hardware) (3)

17 22 Incorporar criterios de sustentabilidad

18 0 13

Conocer la complejidad computacional para justificar la selección de los algorit-mos y estructura de datos y posterior op-timización (3)

19 1 14Gestionar adecuadamente tiempo y re-cursos en la realización de proyectos

19 14Capacidades de administración/planea-ción de proyectos embebidos

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19 14Conocer y aplicar administración de pro-yectos (PMI) (3)

19 14Conocer las diferentes etapas del desa-rrollo de un producto de sistemas embe-bidos (1)

20 0 16Capacidad de investigar y comprender el estado del arte e integrarlo a problemas reales

20 16Adaptación a cambios rápidos por ten-dencias tecnológicas (2)

21 0 19Identificar oportunidades de emprende-durismo

21 19Habilidades de comunicación y venta de ideas y proyectos tecnológicos (3), argu-mentar

21 19

Capacidad de emprendimiento: capaci-dad de creación de compañías que satis-fagan normas de calidad; capacidad para generar soluciones a los problemas plan-teados por diferentes sectores

21 19Conocimiento macro de desarrollo de negocio (business plan) (2)

22 0 20

Capacidad de asegurar la calidad de los productos que cumplan los requerimien-tos, normativas y estándares de cada in-dustria

22 20Cumplir con la normatividad pertinente en las actividades de desarrollo

22 20Conocimiento de diferentes metodolo-gías de aseguramiento de la calidad

Continúa >>

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22 20

Diseñar sistemas embebidos con base en las implicaciones de seguridad para el usuario final del sistema (Functional Safety Management, tolerancia a fallas, etc.) (3)

22 20Considerar las normas a tener en cuenta durante el diseño y para procesos de cer-tificación (1)

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Anexo I. Reorganización de las competencias de egreso

Diagnóstico para la fundamentación de la Maestría en Sistemas Embebidos Fondo de Información y Documentación para la Industria,

INFOTEC.

Se terminó de Imprimir en la Ciudad de México, D.F. En los talleres de Documaster,

Av. Coyoacán No. 1450, Col. del Valle, México. D.F., C.P. 03100, en septiembre de 2014

En su composición se usaron los tipos ITC New Baskerville Std de 10/12, 12/16 y 14/17.

El tiraje consta de 300 ejemplares.

La elaboración, producción, diseño, formación y edición estuvo a cargo de la Dirección Adjunta de Innovación y Conocimiento, DAIC.

Fondo de Información y Documentación para la Industria Av. San Fernando No. 37, Colonia Toriello Guerra


www.infotec.com.mx

De la misma colección

Acceso y uso de las TIC en áreas rurales, periurbanas

y urbano-marginales de México: una perspectiva antropológica


En Iberoamérica. Estudio multidisciplinar.

Dra. Wilma Arellano Toledo.Coordinadora

TModelo y solución.

Dr. V ópez

de México


Coordinadores

ISBN: 978-607-7763-13-0

786077 7631309



Licenciado en Economía de la UNAM, cuenta con Especialidad en Finanzas Publicas del INAP, con

Maestría en Historia por la UIA y con Doctorado en Economía de la UNAM. En sus estudios de licenciatura y maestría obtuvo mención honorí�ca, y por su investiga-ción doctoral recibió el Premio Banamex de Economía.

Ha sido servidor público, empresario, consultor y académico. En el servicio público ha desempeñado

diversos puestos, desde Analista hasta Director General. Actualmente es Director Adjunto de Innovación y

Conocimiento de Infotec. En su desarrollo profesional y académico se ha especializado en varias áreas: �nanzas públicas,

�nanciamiento electoral, educación tecnológica, historia de la deuda externa e inversiones inmobiliarias.

Pedagoga por la UNAM, Especialidad en Comunicación Educativa por el ILCE, Maestría en Tecnologías y

Sociedad del Conocimiento por la UNED de España y en Pedagogía por la UNAM, estudió Relaciones Internacio-

nales en la UNAM. Ha recibido diversos reconocimientos nacionales e internacionales entre los que se encuentran el Premio de la Conferencia Mundial UNESCO-ICDE,

por sus aportaciones a la comunidad internacional en el campo de la educación a distancia; por el Institute for

the Integration of Tecnology into Teaching and Learning (IITTL) de la Universidad del Norte de Texas, USA, por

sus estudios sobre el uso de TIC en la educación en Latinoamérica; por su contribución a favor de la

educación apoyada en Tecnologías de la Información y la Comunicación en México, de la SOMECE y del

Consorcio Red de Educación a Distancia (CREAD) por su contribución a la educación a distancia.

Juan Carlos Téllez MosquedaPatricia Avila Muñoz

(coordinadores)


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