Introdução
- Disciplina: Fundamentos de Sistemas Embarcados (FSE) - UnB/FGA
- Professor: Renato Sampaio
- Produto: Wii-U
Integrantes
| Estudante | Matricula |
|---|---|
| Ana Carolina Costa César | 190101750 |
| Arthur josé Nascimento de Lima | 190084600 |
| Leonardo | 201000379 |
| Mylena Angélica Silva Farias | 211029497 |
Descrição do Produto
O Nintendo Wii U é um console de videogame doméstico desenvolvido pela Nintendo, lançado em novembro de 2012 como sucessor do popular Wii. Este console se destaca como o primeiro da oitava geração de consoles, competindo diretamente com o Xbox One da Microsoft e o PlayStation 4 da Sony. Ele também é o primeiro console da Nintendo a oferecer suporte a gráficos em alta definição (HD), marcando uma grande evolução em relação à geração anterior.
A principal inovação do Wii U reside no seu controle, o Wii U GamePad, que apresenta uma tela sensível ao toque de 6,2 polegadas, permitindo uma interação única com os jogos. Esse controle pode ser utilizado tanto como complemento da tela principal (a TV ou monitor) quanto como uma tela independente para jogar diretamente no GamePad, oferecendo uma experiência de "jogo off-tv". Além do GamePad, o Wii U também é compatível com os controles tradicionais do Wii, como o Wii Remote, Nunchuk, e o Classic Controller, além do Wii U Pro Controller, uma versão mais convencional do controle para jogadores mais exigentes.
Este trabalho tem como objetivo investigar as inovações propostas pelo Nintendo Wii U, incluindo sua unidade de processamento, sensores, interfaces de comunicação, sistema operacional e outros elementos, com foco na parte do embarcado e processadores.
Figura 1: Console Nintendo Wii U
Figura 2: Componentes
Figura 3: Placa mãe do Nintendo Wii U Console
Figura 4: Placa mãe do Nintendo Wii U Game Pad
Unidade de Processamento
Especificações e Caracteristicas do Wii-U
A unidade de processamento do Wii U é uma CPU de 32 bits com o codinome Espresso. Foi projetada pela IBM e é baseada na arquitetura PowerPC [1], abaixo estão algumas especificações dela.
| Categoria | Descrição |
|---|---|
| Arquitetura | IBM PowerPC "Expresso" - 3 Cores com 1 Thread |
| Memória | - RAM(MEM1): 1 GB disponível para jogos + 1 GB reservado ao sistema operacional, - Flash(eMMC): 8GB a 32GB, - RAM(MEM2): 32 MB (usada como uma L3) |
| Clock | 1.243 GHz |
| Registradores | - |
| Periféricos Integrados | - |
| Interfaces de Comunicação | - 60x bus - SPI - I2C - Wi-Fi (802.11 b/g/n e 802.11 a/b/g/n), - Bluetooth 4.0, - USB 2.0, - HDMI 1.4, - Multi A/V out, - SD/SDHC memory card slot, - Sensor Bar port, - SATA |
| Pinos de Entrada/Saída (I/O) | - |
| Energia | As portas USB do Wii U fornecem até 500mA de corrente |
| Programação | O Wii U possui um Software Development Kit (SDK) chamado Cafe SDK usando Cafe OS |
| Tolerância | - |
Fontes: [1], [2], [3]
Arquitetura Geral Do Wii-U, Fonte: [2]
Especificações e Caracteristicas do GamePad
A unidade de processamento do game pad do Wii U possui dois micro controladores ARM926EJ-S SoC e STM8 SoC ("UIC-WUP") [2].
| Categoria | Descrição |
|---|---|
| Arquitetura | - ARM926EJ-S SoC ("DRC-WUP") - STM8 SoC ("UIC-WUP") |
| Memória | - 4 MB RAM (ARM SoC), - 30 KB EEPROM (STM8), - 32 MB Flash externa |
| Clock | O STM8 SoC ("UIC-WUP") possui um clock de 16 MHz |
| Registradores | - 6 registradores internos diretamente endereçáveis em cada contexto de execução, - Acumulador (A) (8 bits) - Registrador de Índice X (16 bits, acessível também como dois registradores de 8 bits: XH e XL) - Registrador de Índice Y (16 bits, acessível também como dois registradores de 8 bits: YH e YL) - Contador de Programa (PC) (20 bits, acessível como PCE, PCH e PCL) - Registrador de Status (SR) (8 bits) |
| Periféricos Integrados | - H.264 codec, - NFC, - acelerômetro, - giroscópio, - bússola, - touchscreen, - alto-falante, - tela |
| Interfaces de Comunicação | - SDIO, - SPI, - UART, - I²C, |
| Pinos de Entrada/Saída (I/O) | - UIC-WUP do GamePad possui até 28 pinos de I/O no pacote de 32 pinos, incluindo 21 saídas de alto sink, conversor analógico para digital (ADC) de 10 bits com até 5 canais multiplexados. Estes canais podem ser usados como entradas analógicas. - O STM8 possui timers integrados, como TIM1 (Propósito geral) e TIM2 (PWM) que podem ser configurados para gerar sinais PWM. |
| Outro Timer | O TIM4 serve principalmente para gerar atrasos de tempo precisos e periódicos, além de poder ser usado como um watchdog timer |
| Energia | - |
| Programação | ARM e STM8 são programáveis; linguagem típica: C/C++ e Assembly |
| Tolerância | - |
Fontes: [4], Páginas: 1,17,18,19,20 de [5]
Arquitetura do Processador ARM926EJ-S
Diagrama de bloco ARM926EJ-S [6]
Memória
O Wii U possui 2 GB de memória RAM DDR3, fabricada pela Hynix, com largura de banda de até 12,8 GB/s. Essa memória é dividida igualmente: 1 GB é reservado exclusivamente para o sistema operacional, enquanto o outro 1 GB é destinado aos jogos e aplicações. Essa separação visa garantir que o sistema mantenha sua estabilidade e desempenho, mesmo durante a execução de jogos mais exigentes. [[2]]
Memória Ram
O Wii U possuí 2GB de memória RAM no total, sendo que 1GB é dedicado ao sistema. A memória seria uma Hynix DDR3, operando à velocidade de 12 GB/s. [[2]]
Ainda, é possível dividir a Memória RAM em MEM2, MEM1, MEM0 conforme os tópicos abaixo:
- MEM2:
- 2 GB de DDR3 SDRAM.
- Memória principal, usada para armazenar qualquer tipo de dado (para CPU e GPU).
- Acesso disponível para os desenvolvedores.
- MEM1:
- 32 MB de eDRAM (Embedded DRAM).
- Usado principalmente para dados gráficos.
- Também acessível para os desenvolvedores.
- MEM0:
- 3 MB de 1T-SRAM.
- Utilizado pelo sistema operacional.
- Tem função mais limitada (não diretamente acessível para aplicações comuns).
Memória ROM/ Flash
O armazenamento interno do Wii U utiliza memória flash NAND eMMC, com duas opções de capacidade:
- 8 GB: Versão "Basic", dos quais aproximadamente 3 GB estão disponíveis para o usuário após as atualizações do sistema.
- 32 GB: Versão "Deluxe/Premium", com cerca de 25 GB utilizáveis.
Além disso, o console suporta expansão de armazenamento por meio de dispositivos USB externos de até 2 TB e cartões SDHC de até 32 GB. [[15]]
É importante notar que algumas unidades do Wii U, especialmente as versões iniciais de 32 GB lançadas entre 2012 e 2013, apresentaram problemas de corrupção na memória flash, atribuídos a módulos de memória da Hynix. Esses problemas podem resultar em erros como o 160-0103, que impede o funcionamento adequado do console.
Memória EEPROM
O Wii U incorpora uma EEPROM do tipo 93C66 (ou similar) no pacote do processador "Latte". Essa memória é organizada em 256 palavras de 16 bits, totalizando 512 bytes, e é acessada via interface SPI. Sua principal função é armazenar dados de configuração e calibração do sistema, sendo essencial para o funcionamento correto do console. [[16]]
Sistema Operacional
O console Wii U executa dois sistemas operacionais concorrentemente.
Cafe OS
Introdução
O Cafe OS é o sistema operacional que roda no PowerPC no modo Wii U, as aplicações rodam sob a supervisão de um kernel PowerPC comum, o que garante o isolamento entre elas [7]. No Cafe OS, Todos os aplicativos são ELFs modificados, assim como as próprias bibliotecas, e os aplicativos se vinculam dinamicamente a elas para obter acesso aos serviços do sistema operacional [7].
ELF (Executable and Linkable Format) é o formato padrão de arquivos binários executáveis, bibliotecas compartilhadas e linkagem dinâmica [8]. Pensando no console Wii U, que oferece diversas funcionalidades como áudio, vídeo, rede, entre outras, é importante que as bibliotecas já presentes no sistema sejam aproveitadas durante a execução do jogo, em vez de serem incorporadas no momento da compilação assim ganhando um pouco mais de velocidade no carregamento dos Aplicativos.
Kernel
O kernel do Cafe OS roda em modo supervisor no PowerPC e executa as tarefas básicas de um microkernel. Ele é responsável por isolamento de processos, gerenciamento de memória e despacho de interrupções, bem como pela comunicação com o IOSU [7].
Processos
Um processo no Cafe OS representa um único aplicativo em execução, com seu próprio código (identificador exclusivo chamado RAMPID) , memória e permissões. O Cafe OS executa o código de um único processo por vez, mas pode manter os dados de vários processos na memória simultaneamente e alternar entre eles [7].
Loader
O loader é responsável por carregar bibliotecas e executáveis em RPL na memória. É um executável no padrão ELF chamado loader.elf.carregar bibliotecas e executáveis.
Embora existam poucas referências específicas ao loader utilizado pela Nintendo no Nintendo Wii-U, é possível encontrar soluções para loaders em contextos distintos, como em [9]. No exemplo ilustra uma abordagem que diverge significativamente do esperado para um loader.elf em jogos. No contexto do Nintendo Wii-U, onde o carregamento de jogos é um aspecto crítico, a utilização de um loader projetado para dispositivos com recursos limitados, como sensores IoT, não seria apropriada. O exemplo anterior para contrastar com as expectativas de desempenho de um console de videogame geralmente tem.
Arquivos RPL são bibliotecas dinâmicas usadas pelo Wii U, funcionando como módulos de código compartilhado que fornecem funções essenciais para jogos e para o próprio sistema operacional do console [10].
Consumo de Memória
Segundo [2] O Cafe OS consome 1 GB de RAM para rodar, Sendo que sobra somente 1GB para o usuário utilizar nos Jogos.
IOSU
IOSU é o sistema operacional que roda no coprocessador Starbuck do Wii U, que é um processador ARM dedicado a tarefas de I/O e segurança [2]. Serve como um microkernel multi-threaded que gerencia memória, processos, threads, drivers de dispositivos e segurança. IOSU gerencia recursos através de processos chamados resource managers (RMs). O IOSU utiliza memória SRAM interna e memória 1T-SRAM para carregar seu kernel [11].
A imagem do firmware do IOSU ("fw.img") é armazenada como uma imagem Ancast que, quando descriptografada, contém três regiões: um cabeçalho, um carregador ELF e a imagem real do sistema operacional como um binário ELF [11].
Sensores e Atuadores
Sensores
O Nintendo Wii U utiliza uma variedade de sensores tanto no GamePad quanto no console principal.
Acelerômetro (Sensor de Movimento):
- Localização: GamePad.
- Detecta movimentos de translação do GamePad. Utilizado para jogos que exigem movimentação precisa do controlador, como em jogos de esportes ou simulações de direção.Pode medir aceleração em 3 eixos (x, y, z) e é usado para interpretar movimentos físicos em tempo real.
Giroscópio:
- Localização: GamePad.
- Mede a rotação do controle em torno de seus eixos. Ideal para jogos que exigem controle de movimento mais detalhado, como em jogos de ação e simulação de voo. Detecta a orientação do GamePad, permitindo um controle mais natural e preciso.
Sensor NFC
- Localização: GamePad.
- Permite interações com figuras amiibo e outros dispositivos compatíveis. Ao posicionar um amiibo no sensor NFC, o console detecta a figura e aplica funcionalidades específicas nos jogos, como desbloqueio de conteúdo ou interações exclusivas.O sensor NFC é compatível com tags NFC de curto alcance, como os amiibos da Nintendo.
Sensor de Infravermelho
- Localização: GamePad e Sensor Bar.
- O sensor de infravermelho é usado para capturar os sinais dos Wii Remotes, permitindo a interação do usuário com a tela usando o GamePad como um controlador ou para jogos de "sensor bar". Detecta sinais infravermelhos emitidos pelos LEDs da Sensor Bar, permitindo funcionalidades como apontar e navegar pela tela.
Atuadores
O Wii U GamePad também possui vibração e feedback tátil, que funcionam como atuadores, proporcionando sensações físicas ao jogador durante o uso. Além disso, o console pode controlar LEDs e botões sensíveis ao toque no GamePad, oferecendo um feedback físico ao usuário.
Motor de Vibração
- Localização: GamePad e Wii U Pro Controller.
- Fornece feedback tátil ao jogador, vibrando em resposta a eventos dentro do jogo, como colisões ou ações específicas.Permite intensidades variáveis de vibração, oferecendo uma experiência mais imersiva.
Tela Sensível ao Toque
- Localização: GamePad.
- Permite que o usuário interaja diretamente com a interface do console através da tela sensível ao toque, proporcionando uma camada adicional de interação, seja para navegar nos menus ou manipular objetos em jogos. Tela LCD de 6,2 polegadas com resolução de 854x480 pixels, permitindo toques multitoque para interação direta com a interface.
Alto-falantes Internos
-
Localização: GamePad.
-
Oferecem feedback sonoro diretamente no GamePad, aumentando a imersão ao permitir que o áudio seja ouvido sem a necessidade de uma TV. Funciona junto com a visualização de conteúdo exclusivo no controle. Alta qualidade de som estéreo com até 4 canais de áudio (som surround), proporcionando feedback auditivo que complementa os jogos e as interações do console.
LEDs Indicadores
- Localização: GamePad.
- Os LEDs indicam o status da comunicação, como a conexão Wi-Fi ou a conexão com o console principal.LEDs de diversas cores, que indicam diferentes estados de conexão e operação do dispositivo.
Conexão com MCU/MPU
O Wii U utiliza uma microcontroladora de múltiplos núcleos (MCU) baseada no processador IBM Power, conhecido como Espresso. O GamePad se conecta ao console principal através de Wi-Fi IEEE 802.11 b/g/n, permitindo a comunicação sem fio com a unidade de processamento central (CPU) do Wii U.
Wi-Fi 5 GHz (802.11n)
- Permite a comunicação entre o GamePad e o console Wii U sem fio, transmitindo áudio, vídeo e dados de entrada de controle com alta velocidade. O GamePad se comunica com o console Wii U via rede local (AP) utilizando a frequência de 5 GHz.O Wii U usa o chip Broadcom BCM4319, que oferece suporte para conectividade Wi-Fi de 5 GHz, proporcionando uma taxa de transferência mais rápida e estável para a comunicação entre os dispositivos.
Bluetooth 4.0
- Usado para a comunicação entre os controles adicionais (como o Wii U Pro Controller e os Wii Remotes) e o console Wii U.Utiliza o protocolo Bluetooth 4.0, permitindo uma comunicação rápida e eficiente com dispositivos compatíveis.
Near Field Communication (NFC)
O Wii U Gamepad tem a capacidade de comunicar sem fios com objetos que são mantidos acima dele. Isto permite uma variedade de novas possibilidades interessantes para jogos e atividades.
Na figura abaixo é possível observar o módulo NFC. Em vermelho, está destacado o Broadcom BCM20792 KMLG NFC controller e em laranja o T130 MsEU crystal oscillator.
*Figura X: Módulo NFC *
Interfaces de Comunicação com fio
No GamePad
Arquitetura interna do GamePad, Fonte: [2]
SPI (Serial Peripheral Interface) no Gamepad do Wii U
O que é o SPI?
O SPI é um protocolo de comunicação serial síncrono utilizado para a transferência de dados de alta velocidade sendo geralmente utilizado para comunicações em distancias mais curtas.
Características do SPI:
- Comunicação Mestre-Escravo: Um dispositivo mestre controla a linha de clock, enquanto os escravos respondem quando são selecionados.
- Permite Somente 1 Master.
- Full-Duplex: Dados podem ser enviados e recebidos simultaneamente nas linhas MOSI (Master Out Slave In) e MISO (Master In Slave Out).
- Alta Velocidade: Suporta velocidades de transferência de dados mais altas em comparação com outros protocolos seriais.
- Linhas de Comunicação: Inclui linhas de clock (SCLK), dados (MOSI e MISO) e seleção de escravo (SS).
- Suporta o dobro de dispositivos em comparação ao I2C, totalizando 256 endereços possíveis. No entanto, à medida que o número de dispositivos aumenta, pode ocorrer lentidão devido ao tempo necessário para ativar e desativar os sinais, o que pode levar a erros na transmissão de dados quando se deseja alta velocidade.
No Gamepad do Wii U, o SPI é utilizado para interconectar os componentes internos, como o armazenamento Flash de 32 MB e o microcontrolador STMicroelectronics STM8 SoC. Essa conexão agiliza a transferência de dados entre a memória e o processador.
Fontes: [12], [2]
I2C (Inter-Integrated Circuit) no Gamepad do Wii U
O que é o I2C?
O I2C é um protocolo de comunicação serial síncrono que permite a comunicação entre vários dispositivos em um único barramento. É ideal para conexões entre componentes que precisam de comunicação frequente e de baixa velocidade. Pode ser utilizado fora do circuito porém ao custo de perda de velocidade.
Características do I2C:
- Barramento de Dois Fios: Usa apenas duas linhas para comunicação - SDA (Serial data line) e SCL (Serial Clock Signal).
- Suporta múltiplos mestres e os escravos são identificados pelos primeiros 7 bits totalizando até 128 possibilidades de dispositivos.
- Comunicação Mestre-Escravo: Um dispositivo mestre inicia a comunicação e controla a linha de clock.
- Half Duplex.
No Gamepad do Wii U, o I2C conecta diversos componentes internos, como o controle de energia, touchscreen, e sensores como giroscópio e acelerômetro. Esse protocolo facilita a transferência de pequenas quantidades de dados entre esses dispositivos e o SoC.
Fontes: [12], [2]
UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) no Gamepad do Wii U
O que é o UART?
UART é um protocolo de comunicação serial assíncrono geralmente utilizado para comunicações em distancias mais longas em metros, permite a troca de dados entre dispositivos sem a necessidade de uma linha de clock comum exigindo, por exemplo, mecanismos de sincronia como Fluxo de dados e Erros.
Características do UART:
- Assíncrono: Não requer um sinal de clock compartilhado; os dispositivos têm suas próprias clocks internas.
- Pode ser Simplex, Half-Duplex e Full-Duplex.
- Simplicidade: Usa apenas duas linhas - Transmissão (TX) e Recepção (RX).
No Gamepad do Wii U, o UART é utilizado para comunicação com outros componentes como o receptor de sinais de áudio e vídeo. Essa ligação permite a transmissão eficiente e contínua de dados, como áudio comprimido e sinais de controle, entre o processador ARM e o sistema de áudio.
Fontes: [2], [14]
SDIO (Secure Digital Input Output) no Gamepad do Wii U
O que é o SDIO?
SDIO é uma extensão do padrão de cartão SD que permite conectar dispositivos de entrada/saída adicionais usando o mesmo formato físico do cartão SD. Este protocolo permite comunicação de dados de alta velocidade.
Características do SDIO:
- Alta Velocidade: Suporta taxas de transferência elevadas, adequadas para aplicações que exigem desempenho.
- Compatibilidade: Utiliza o mesmo formato físico dos cartões SD, facilitando a integração.
- Flexibilidade: Permite a adição de funcionalidades extras, como Wi-Fi ou Bluetooth, através de um slot SD comum. Uso do SDIO no Gamepad do Wii U:
No Gamepad do Wii U, o SDIO conecta o SoC Broadcom BCM4319 ao ARM926EJ-S, permitindo a comunicação de dados para funcionalidades como Wi-Fi. Isso é crucial para transmitir dados entre o console Wii U e o Gamepad, garantindo uma experiência de jogo contínua e responsiva.
Fontes: [25], [2]
Interfaces de Comunicação sem fio
O Nintendo Wii U incorpora diversas interfaces de comunicação sem fio, cada uma desempenhando papéis específicos na conectividade e na interação com periféricos.
WI-FI
O Wii U é equipado com conectividade Wi-Fi compatível com os padrões IEEE 802.11b/g/n, operando na frequência de 2,4 GHz. Essa funcionalidade permite que o console se conecte à internet para jogos online, atualizações de sistema e acesso à Nintendo Network. Além disso, o Wii U utiliza uma implementação personalizada de Wi-Fi para comunicação de baixa latência entre o console e o GamePad, facilitando o streaming de vídeo e áudio em tempo real. [[19]]
Bluetooh
O console também possui suporte ao Bluetooth 4.0, utilizado principalmente para a conexão com controladores e acessórios, como o Wii Remote e o Wii U Pro Controller. Essa conectividade permite uma interação sem fio eficiente entre o console e seus periféricos. [[19]]
NFC (Near Field Communication)
O Wii U GamePad integra a tecnologia NFC, permitindo a comunicação por aproximação com dispositivos compatíveis. Essa funcionalidade é utilizada para interações com figuras Amiibo e para facilitar microtransações, proporcionando uma experiência de jogo mais interativa e personalizada. [[20]]
Curiosidade sobre os nomes
Os chips principais tem nomes de cafeteria, é uma piada interna da Nitendo e uma ideia que o Wii U seria uma evolução energizada do console anterior ao longo do texto. Isso acabou deixando as coisas um pouco confusas pra gente no início, então aqui vai uma pequena legenda:
- Espresso : É a CPU, o processador principal
- Latte : GPU, o processador gráfico
- Starbuck : É o processador de Segurança, HSM (hardware security model) do console
- Wood: É o HSM do GamePad
- GamePad SoC: Não tem nome de café mas é o processador principal do GamePad
- Café OS: é o sistema operacional
Unidades de Entrada/Saída (I/O)
O Nintendo Wii U é um console que apresenta diversas interfaces de entrada e saída (I/O), essenciais para interação com usuários e dispositivos periféricos. Além do console, o GamePad é um grande terminal de entrada, com as saídas de vídeo, áudil e tátil [2].
Entrada/Saída do console principal
A disposição física dessas interfaces pode ser observada na parte frontal e traseira do console.
Console visto de trás. Fonte [[2]]
| Tipo | Descrição | Exemplo de função |
|---|---|---|
| Entrada | Botão Power (frontal) | Ligar/desligar o console |
| Entrada | Botão Eject | Ejetar disco |
| Entrada | Wii Remotes | Controle via Bluetooth |
| Entrada | Pro Controller | Controle via Bluetooth |
| Entrada | Sensor Bar | Captura de movimentos dos Wii Remotes |
| Entrada | Leitor de disco óptico | Recebe discos de jogos (Wii U/Wii) |
| Entrada/Saída | Porta USB (frontal e traseira) | Conexão de HD externo, acessórios, adaptadores |
| Saída | HDMI | Vídeo e áudio digital para a TV |
| Saída | AV Multi Out | Vídeo/áudio analógico (para TVs antigas) |
| Entrada/Saída | Slot de cartão SD | Leitura/escrita de dados (não é usado diretamente para jogos) |
| Entrada/Saída | Comunicação Wi-Fi | Internet e GamePad |
| Saída | Fonte de energia | Entrada da fonte 15V/5A para alimentação do console |
| Saída | LED de Status | Luz indicando ligado/standby/erro |
Entrada/Saída do GamePad
| Tipo | Descrição | Exemplo de função |
|---|---|---|
| Entrada | Tela sensível ao toque | Entrada por toque |
| Entrada | Botões físicos | A, B, X, Y, L, R, ZL, ZR, Start, Select, etc. |
| Entrada | Câmera frontal | Captura de imagem para chat ou jogos |
| Entrada | Microfone | Captação de voz |
| Entrada | Acelerômetro e giroscópio | Movimento e orientação espacial |
| Entrada | NFC Reader | Leitura de Amiibos |
| Entrada/Saída | Comunicação Wi-Fi | Recebe vídeo/áudio do console e envia inputs |
| Saída | Tela LCD 6.2” | Mostra imagens e vídeos (480p) |
| Saída | Alto-falantes estéreo | Saída de som |
| Saída | Conector para fone de ouvido | Áudio privado |
| Saída | Vibração (rumble motor) | Feedback tátil |
| Entrada | Carregador 4.75V | Entrada de alimentação/recarga de bateria |
GPIO (General Purpose Input/Output)
No console, o Wii U utiliza pinos de GPIO no Espresso, no Latte e no Starbuck, eles tornam possíveis o controle interno de botões, LEDs, reset e comunicação de módulos. Já no GamePad, o GamePad SoC / Wood utilizam GPIO para controlar os botões físicos, touchscreen, LED, câmera e NFC. No GamePad os GPIOs são otimizados para baixo consumo, principalmente por causa da bateria. É meio óbvio se tratando de um console mas é bom saber que o pinos não são expostos externamente. [2] [3]
ADC/DAC (Conversores Analógico-Digital e Digital-Analógico)
O Wii U tem vários ADCs e DACs [2]:
No Console:
- ADCs são usados para interpretar daos dos sensores de acessórios (no USB)
- DACs são usados para Conversão de áudio digital para áudio analógico no conector AV Multi Out (usado para TVs antigas) e em adaptadores de fone de ouvido
No GamePad:
- ADCs são usados para capturar movimentos do acelerômetro e giroscópio e para a entrada do microfone
- DACs são usados para gerar áudio analógico para os alto-falantes e saída de fone de ouvido e para gerar vibração
PWM (Pulse Width Modulation)
O PWM é bem usado no Wii U [2] [25]:
No console, o Latte regula o led de status e supervisores controlam a velocidade das ventoinhas conforme a temperatura interna. Já no GamePad o PWM é usado para o controle do brilho de tela, de vibração, e dos alto-falantes. O controle PWM (como brilho da tela, vibração e som) não é feito diretamente pela CPU principal do GamePad, mas sim por chips auxiliares dedicados, como por exemplo o TI LP8556 da Texas Instruments que controla o led da tela.
Fonte de Energia e Sistema de Alimentação (Ana)
O sistema de alimentação do Wii U é lida tanto com o console, quanto com o GamePad.
Tipos
O Wii U utiliza duas fontes de energia separadas:
-
Uma fonte externa de 15V e 5A para alimentar o console principal.
-
Uma fonte externa separada de 4,75V e 2550 mAh para o GamePad, carregando sua bateria interna. A bateria recarregável de Li-ion de 3,7 V e 1500 mAh dura apenas de 3 a 5 horas de jogo, mas pode ser facilmente carregada usando o carregador de parede externo incluído (ele utiliza um conector proprietário e não um USB padrão). Leva cerca de 2.5 a 3 horas para a bateria ser carregada completamente [25].
Bateria do GamePad. Fonte: Wii U teardown [25]
Gerenciamento de Energia
O Wii U conta com algumas estratégias para reduzir o consumo de energia. O console e o GamePad possuem um sistema de monitoramento de energia, o primeiro ajusta a entrega de energia conforme a carga de trabalho de cada componente, o segundo, além disso tem monitoramento da carga da bateria para notificar o usuário para carregá-la [25] [3].
Console:
- Modo Standby: Mesmo podendo ainda receber atualizaçœs de sistema, no modo standby o console reduz bastante o consumo de energia, cai para cerca de 1W.
- Desligamento automático: Depois de inatividade, o Wii U desliga. Pode ser configurado pelo usuário.
GamePad:
- Modo economia de bateria: reduz o brilho da tela e desativa microfone e sensores.
Backup de Energia
O GamePad tem sua própria bateria como fonte principal, não tendo um backup.
O console possui uma bateria de célula de lítio CR2032. Essa bateria é usada principalmente para alimentar o chip CMOS, responsável pelo relógio em tempo real (RTC) e manter algumas configurações de BIOS do sistema (como a data e hora) quando o Wii U está desligado ou sem alimentação externa. Isso é para que o console não tenha que reinicializar todas as configurações de sistema.
Bateria CMOS do console. Fonte: Wii U teardown [25]
Circuitos de Reset
Componentes:
Os circuitos de reset do Wii U são compostos por um conjunto de elementos eletrônicos que asseguram a reinicialização segura do sistema. Os principais componentes envolvidos incluem [25]:
-
Botão de Reset físico: Localizado no chassi do console, envia um sinal direto ao circuito de controle.
-
GPIOs no processador: Pinos configurados para capturar o sinal de reset e propagar a reinicialização.
-
Capacitores de desacoplamento: Estabilizam a tensão e evitam ruídos durante o acionamento do reset.
-
Resistores pull-up: Mantêm o estado lógico alto do pino de reset quando não está sendo pressionado.
-
Flip-flops e controladores de energia: Podem estar presentes para gerenciar o reset interno de diferentes módulos de hardware.
Funcionamento:
Quando o botão de reset é pressionado, o circuito fecha momentaneamente e envia um sinal de baixa tensão para os pinos de GPIO configurados para detectar esse evento. O processador principal (Espresso) e os demais componentes recebem esse sinal e executam uma rotina de reinicialização segura, limpando buffers, redefinindo registradores e restabelecendo o estado inicial do sistema sem a necessidade de desligamento abrupto. Isso é crucial para evitar corrupção de dados ou travamentos.
Supervisores de Energia
Os supervisores de energia no Wii U são circuitos dedicados à monitoração contínua das tensões de alimentação em pontos críticos do sistema, como a CPU, a GPU e a memória. Eles verificam se os níveis de tensão estão dentro de faixas aceitáveis e atuam imediatamente caso seja detectado algum desvio. Eles supervisam o RTC (relógio), vigiam o sequenciamento de energia, geram o sinal de reset e detectam sobre e subtensão, protegendo os componentes sensíveis contra falhas ou danos permanentes [3].
Firmware e Atualizações (Mylena)
Firmware
O firmware do Wii U é responsável por gerenciar o sistema operacional do console, controlando todos os aspectos de interação com o usuário e a execução dos jogos. O firmware também permite o gerenciamento de diferentes funcionalidades, como a navegação na Miiverse e o uso de Nintendo TVii.
Firmware do GamePad
-
O GamePad possui seu próprio firmware, que é responsável por controlar os componentes internos, como a tela sensível ao toque, os sensores de movimento, os botões e a comunicação sem fio com o console. O firmware do GamePad é armazenado em uma memória Flash interna de 32 MB. Ele é executado de forma independente do console Wii U mas depende do console para funções como streaming de vídeo e áudio, e também para recepção de dados dos sensores de movimento e toques na tela.
-
Função: Controle da tela sensível ao toque, sensores de movimento, áudio e vídeo, comunicação sem fio com o console.
-
Especificação: A memória Flash de 32 MB é usada para armazenar o firmware que gerencia as funcionalidades do GamePad. A comunicação entre o GamePad e o console se dá através de Wi-Fi 5 GHz.
Firmware do Console Wii U
-
O Wii U conta com múltiplos sistemas operacionais (SO) que são integrados ao firmware para permitir a compatibilidade com o Wii e o Wii U nativo, além de fornecer suporte a aplicativos e jogos. O firmware gerencia toda a interação com a arquitetura interna do console, incluindo o processador Espresso, o GPU7 e a memória compartilhada entre o CPU e o GPU.
-
Função: Gerencia a comunicação entre os componentes internos do console, como a CPU, GPU, memória e periféricos.
-
Especificação: O firmware do Wii U tem suporte para múltiplos processos e se comunica com o firmware do GamePad e com os acessórios conectados via Wi-Fi, Bluetooth ou USB.
Atualizações Over-the-Air (OTA)
O Wii U oferece suporte para atualizações de firmware remotamente, o que permite que o console seja atualizado para as versões mais recentes do sistema, sem a necessidade de mídia física. Esse processo é feito através do recurso Over-the-Air (OTA), que permite baixar e instalar novas versões do firmware diretamente da Nintendo Network ou do Nintendo eShop.
As atualizações de firmware do Wii U são distribuídas periodicamente pela Nintendo para corrigir erros, melhorar o desempenho, adicionar novas funcionalidades ou implementar medidas de segurança. O processo de atualização é automático e pode ser agendado para ocorrer durante o modo de descanso do console.
Unidade de Proteção e Segurança
O Nintendo Wii U foi projetado com vários mecanismos de proteção e segurança para prevenir pirataria, proteger dados pessoais dos usuários e garantir comunicação segura com os servidores da Nintendo. A Nintendo divide a segurança entre o hardware (chips dedicados) e o software (módulos internos como o IOSU) e teve que defender três frentes com capacidades de execução de código [2]:
- A unidade óptica com sua capacidade de ler discos de jogos.
- IOSU (executando no Starbuck) com sua capacidade exclusiva de acessar a maior parte das E/S e memória; e controlar o Espresso.
- Cafe OS (rodando no Espresso), que é onde o jogo roda.
Criptografia
A criptografia é fundamental no Wii U para proteger jogos, saves, atualizações, e comunicações online.
Algoritmos usados:
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AES-128 (Advanced Encryption Standard): Usado para criptografar conteúdos armazenados (como jogos baixados da eShop) e dados no SD Card ou na NAND interna.
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RSA-2048: Usado para verificar assinaturas digitais de softwares, updates e conteúdos. Garante que apenas software oficial e não modificado rode no console.
Hardware Security Module: Starbucks
O Starbucks é responsável por armazenar e gerenciar chaves criptográficas de forma segura. Esse módulo opera isoladamente do sistema principal, oferecendo resistência a ataques físicos e de software. Ele executa operações como verificação de firmware, autenticação de jogos e validação de atualizações de sistema, assegurando que apenas código autorizado seja executado no console.
Outros (Autenticação, controle de acesso, e uso de VPNs ou TLS para comunicação segura)
O Wii U implementa diversas camadas de segurança para proteger a integridade do sistema e as interações online dos usuários. A autenticação é feita através de contas Nintendo Network, que requerem login com senha e estão ligadas a um identificador único por console. Para proteger as comunicações online, o sistema utiliza o protocolo TLS (Transport Layer Security), que criptografa os dados trocados entre o console e os servidores da Nintendo. Embora o uso de VPNs não seja nativo, o sistema aplica regras de firewall e controle de acesso para limitar alterações indevidas no firmware e acesso não autorizado à rede local ou externa. O Starbucks é fundamental para o controle de pirataria já que mesmo consoles desbloqueados dificilmente conseguem acesso às chaves reais. Sem acesso ao HSM, não é possível gerar firmware falsificado totalmente confiável para o Wii U. [2][25][31].
Armazenamento Externo
O Nintendo Wii U possui quatro portas USB 2.0, sendo duas localizadas na parte frontal e duas na parte traseira do console. Essas portas permitem a conexão de dispositivos de armazenamento externo para expandir a capacidade de armazenamento interno do sistema.
Entre os dispositivos compatíveis, destacam-se os:
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Discos Rígidos Externos (HDDs): Recomendados pela Nintendo, especialmente os que possuem fonte de alimentação própria.
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Unidades de Estado Sólido (SSDs): Podem ser utilizados, mas é importante garantir que recebam energia suficiente, pois as portas USB 2.0 fornecem até 2,5W, enquanto SSDs geralmente requerem entre 2W e 5W.
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Pen Drives: Não recomendados para uso prolongado, pois o Wii U realiza muitas operações de escrita, o que pode desgastar rapidamente esses dispositivos.
O Wii U suporta dispositivos externos com capacidade de armazenamento de até 2 TB por porta USB. Ao conectar um novo dispositivo, o sistema solicita a formatação exclusiva para uso no console, o que significa que, uma vez formatado, o dispositivo não poderá ser usado em outros sistemas sem ser reformatado novamente. [[17]]
Além das portas USB, o Wii U conta com um slot para cartão SD, compatível com cartões SD e SDHC de até 32 GB. Esses cartões são utilizados principalmente para armazenamento de dados do modo Wii (vWii), como jogos e saves do console anterior. [[18]]
Interface com o Usuário (UI)
*Figura X: Display *
Displays
O Wii U GamePad é equipado com uma tela resistiva de 6,2 polegadas que pode ser usada tanto para complementar a visualização na televisão quanto para exibir jogos diretamente no GamePad. O console também suporta saídas HDMI para proporcionar gráficos em alta definição na TV.
A interface com o usuário do Wii U foi projetada para proporcionar uma experiência imersiva e interativa, utilizando displays modernos tanto no console quanto no controle GamePad. A utilização de diferentes tipos de displays é uma característica fundamental, tanto para a exibição de informações quanto para o feedback visual durante a interação com o usuário.
GamePad
O Wii U GamePad é um controle único que apresenta uma tela LCD sensível ao toque de 6,2 polegadas. Essa tela é um componente vital do Wii U, permitindo uma interação sem precedentes entre o usuário e o console. Ela pode ser utilizada como uma segunda tela, exibindo informações adicionais enquanto o jogo é jogado na TV, ou como uma tela principal para jogos que utilizam o GamePad como dispositivo de visualização único. A tela LCD é projetada para oferecer clareza e qualidade de imagem, com uma resolução de 854 x 480 pixels.
Exibe gráficos e informações adicionais, complementando a experiência visual oferecida pela TV. A tela pode ser usada para exibir mapas, inventários ou controles, enquanto o jogo principal acontece na tela da TV.
- Especificação: LCD de 6,2 polegadas, com resolução de 854 x 480 pixels, utilizada tanto como tela secundária quanto principal para interação com o console.
Console Wii U
O Wii U suporta saídas de vídeo em HDMI, oferecendo uma resolução de até 1080p para jogos e conteúdo multimídia. Além disso, o console também permite a utilização de LEDs e outros tipos de luzes indicativas em seu design, proporcionando feedback visual em tempo real para o usuário.
Exibi jogos, vídeos, menus e outros conteúdos multimídia. A resolução 720p a 1080p é suficiente para oferecer uma experiência visual de alta qualidade.
- Especificação: Saída de vídeo HDMI para a TV com suporte para 1080p, além de LEDs para feedback de status do sistema.
Feedback Visual Adicional
O Wii U GamePad e o console utilizam a exibição de luzes e cores para indicar o status da operação (ligado/desligado, conectado/desconectado) e as notificações do sistema. Essa característica é crucial para a interação contínua e intuitiva com o sistema, especialmente quando o usuário precisa identificar rapidamente o status do console ou do controle.
Botões e Sensores de Toque
O Wii U GamePad possui botões físicos tradicionais, como botões de ação, direcionais e gatilhos, além de um sensor de toque que permite uma interação mais intuitiva com os jogos. O console também suporta até 4 controles Wii U Pro simultaneamente, proporcionando diferentes opções de controle para o usuário.
*Figura X: Botões *
GamePad
O Wii U GamePad é equipado com botões físicos convencionais (como A, B, X, Y, Start, Select, e botões de ombro) além de gatilhos analógicos e botões direcionais. Juntamente com a tela sensível ao toque, os jogadores podem usar uma combinação de entradas táteis (toque na tela) e entradas físicas para controlar os jogos.
A entrada de comandos para interagir com o jogo. Os botões físicos proporcionam uma resposta tátil, enquanto a tela sensível ao toque oferece uma experiência de interação direta, como o controle de mapas, inventários e menus.
- Especificação: Botões tradicionais, gatilhos analógicos e tela sensível ao toque com capacidade de entrada por toque e toque longo.
Sensores de Movimento e Giroscópio
O GamePad do Wii U também inclui sensores de movimento e giroscópios, permitindo ao usuário interagir com o sistema de maneira intuitiva, como se estivesse fisicamente controlando o movimento de personagens ou objetos dentro do jogo.
Deteca movimento e orientação espacial para entrada adicional de comandos. Esse tipo de controle é especialmente utilizado em jogos que requerem interação física do jogador, como jogos de esportes ou simulações de movimento.
- Especificação: Sensores de movimento e giroscópio integrados, capazes de detectar a posição e movimento do GamePad no espaço tridimensional.
Botões de Controle Tradicional
O Wii U Pro Controller, um controle adicional para o Wii U, possui uma configuração de botões tradicional, que inclui os botões A, B, X, Y, direcional, gatilhos e botões de ombro. Ele foi projetado para oferecer uma experiência de controle mais familiar, voltada para jogadores que preferem o estilo clássico de controle.
Entrada de comandos padrão, proporcionando uma experiência de controle mais próxima dos consoles tradicionais.
- Especificação: Botões A, B, X, Y, direcional, gatilhos e botões de ombro, adaptados para os jogadores que preferem a experiência de controle convencional.
Produtos Relacionados
| Característica | Nintendo Wii U | Xbox One | PS4 | Ouya | Nintendo Wii | Nintendo Switch |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Lançamento | 2012 | 2013 | 2013 | 2013 | 2006 | 2017 |
| Processador (CPU) | -- | -- | -- | Tegra 3 quad-core | IBM PowerPC "Broadway", com tecnologia SOI CMOS de 90 nm com 729 MHz | Octa-core (2 quad-core modules) "Nvidia" Tegra X1 ARMv8-A SoC @ 1.02 GHz + 4×ARM Cortex-A57 + 4×ARM Cortex-A53 |
| GPU | -- | -- | -- | Nvidia GeForce ULP | ATI Technologies "Hollywood", feito com CMOS de 90 nm com 243 MHz | Nvidia GM20B Maxwell-based GPU |
| Memória RAM | -- | -- | -- | 1 GB | 88 MB de memória | |
| primária (24 MB interno de 1T-Sram e 64 MB GDDR3 SDRAM externo) + 3 MB de memória de texturas e framebuffer | 4 GB LPDDR4 @ 1600 MHz (3200 MHz efetivo) (25.6 GB/s) | |||||
| Armazenamento Interno | -- | -- | -- | 8 GB | Memória flash interna de 512 MB + Slot de SD (Até 32 GB) | 32 GB eMMC NAND Memória Flash + microSD (até 2 TB) |
| Áudio | -- | -- | -- | -- | Estéreo – Dolby Pro Logic II | Nvidia Custom Tegra processor |
| Conectividade | -- | -- | -- | Wi-Fi 802.11 b/g/n | Wi-fi 802.11b/g Mitsumi DWM-W004 | Wi-Fi 802.11 a/b/g/n/ac de 2,4 Ghz e 5 Ghz |
Artigos acadêmicos relacionados
Principais Tecnologias
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A Comparison between IEEE 802.11a, b, g, n and ac Standards
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Autores: Ramia Babiker Mohammed Abdelrahman,Amin Babiker A. Mustafa,Ashraf A. Osman.
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Publicação: IOSR Journal of Computer Engineering (IOSR-JCE), 2015
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Link: https://www.iosrjournals.org/iosr-jce/papers/Vol17-issue5/Version-3/D017532629.pdf
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Resumo: O artigo apresenta uma comparação entre os padrões de comunicação sem fio IEEE 802.11a, b, g, n e ac. Estes padrões são fundamentais para o desenvolvimento e aprimoramento de sistemas de redes locais sem fio (WLAN), como os sistemas embarcados utilizados em dispositivos móveis e outros equipamentos eletrônicos. O objetivo principal do artigo é examinar as diferenças entre esses padrões, destacando suas características em termos de largura de banda, taxa de dados, modulação, alcance e desempenho em diversas condições de operação.
- IEEE 802.11a (lançado em 1999) opera em uma faixa de 5 GHz, utilizando uma largura de banda de 20 MHz, e suporta taxas de dados de até 54 Mbps. Este padrão é menos propenso a interferências devido ao uso da faixa de 5 GHz.
- IEEE 802.11b (lançado também em 1999) utiliza a faixa de 2,4 GHz e fornece velocidades de até 11 Mbps, com um alcance de até 140 metros. Sua principal limitação é a suscetibilidade à interferência devido à sobrecarga da faixa de 2,4 GHz.
- IEEE 802.11g (lançado em 2003) combina as características dos padrões a e b, oferecendo uma taxa de dados de até 54 Mbps na faixa de 2,4 GHz.
- IEEE 802.11n (lançado em 2009) introduziu o uso de múltiplas antenas (MIMO) e uma largura de banda de até 40 MHz, permitindo um aumento significativo na taxa de transferência de dados, que pode chegar até 300 Mbps, dependendo do número de antenas e da largura de banda utilizada.
- IEEE 802.11ac (lançado em 2013) é a mais recente evolução, operando na faixa de 5 GHz com largura de banda variando de 20 MHz a 160 MHz. Suporta até 8 fluxos de dados simultâneos e oferece velocidades de até 6.9 Gbps, utilizando técnicas avançadas como o MU-MIMO (Multi-User, Multiple Input, Multiple Output).
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Aplicações: Cada um desses padrões é crucial para a evolução das redes sem fio e, consequentemente, para o desenvolvimento de sistemas embarcados, especialmente em dispositivos móveis e outras plataformas de computação com recursos limitados. A utilização de diferentes bandas de frequência e técnicas de modulação como OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) e MIMO permite que dispositivos embarcados se comuniquem de forma eficiente em ambientes com alta densidade de dados e interferências.
- Sensores e Atuadores: Sistemas embarcados que utilizam padrões IEEE 802.11, como câmeras de segurança sem fio ou dispositivos de controle doméstico inteligente, se beneficiam de conexões robustas e de alta velocidade para comunicação de dados entre os sensores (como câmeras, termômetros ou sensores de movimento) e a unidade central de processamento. A taxa de dados mais alta do IEEE 802.11ac, por exemplo, permite que vídeos de alta definição sejam transmitidos sem interrupções, o que é essencial para sistemas de monitoramento em tempo real.
- Firmware e Atualizações OTA: O uso de padrões como IEEE 802.11n e 802.11ac também facilita a atualização remota de dispositivos embarcados. As atualizações Over-the-Air (OTA) são realizadas de maneira eficiente e com menor risco de perda de dados, uma vez que esses padrões oferecem maior largura de banda e menor latência, permitindo que os dispositivos embarcados se conectem a servidores para baixar atualizações de firmware de maneira contínua e confiável.
- Interface com o Usuário (UI): O padrão IEEE 802.11ac, com sua alta capacidade de dados, é ideal para sistemas embarcados que requerem interfaces de usuário (UI) interativas, como em consoles de videogame, smart TVs e dispositivos de controle remoto. Com a maior capacidade de transmissão de dados e menor interferência, os dispositivos podem oferecer interfaces mais fluidas e responsivas, como o uso de telas sensíveis ao toque para interações rápidas e eficientes.
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Overview of the SpiNNaker System Architecture
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Autores: Steve B. Furber, David R. Lester, Luis A. Plana, Jim D. Garside, Eustace Painkras, Steve Temple, Andrew D. Brown
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Publicação: Overview of the SpiNNaker System Architecture, 26 June 2012
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Resumo: O artigo aborda o SpiNNaker, um sistema de computação composto por 1.036.800 núcleos ARM9, projetado para simular o comportamento de até um bilhão de neurônios em tempo real. Este sistema utiliza núcleos ARM9 que se comunicam por meio de pacotes em uma rede personalizada. O design do SpiNNaker desafia três princípios tradicionais das máquinas paralelas: coerência de memória, sincronicidade e determinismo. Durante sua operação, o sistema consome até 90 kW de energia elétrica.
No contexto atual, com a abundância de núcleos em sistemas multicore, o processamento é considerado um recurso abundante, o que desloca a preocupação principal do custo de processamento. O projeto busca responder a questões sobre como a computação massivamente paralela pode acelerar a compreensão do cérebro e como o entendimento do funcionamento cerebral pode inspirar uma computação mais eficiente, paralela e tolerante a falhas.
No SpiNNaker, quando um "neurônio" dispara, isso é tratado como um evento assíncrono, onde toda a informação está no momento do disparo e na "identidade" do "neurônio". A comunicação por pacotes e o roteamento multicast são utilizados para representar essa identidade. Diferentemente dos sistemas eletrônicos, que dependem de um relógio central para sincronização, os sistemas biológicos não possuem um mecanismo central de sincronização. Neurônios disparam, propagam sinais e reagem de forma assíncrona.
Os núcleos do SpiNNaker reagem a pacotes, processam-nos e podem emitir novos pacotes, sendo projetados para nunca impedir o lançamento de pacotes, independentemente da situação. O sistema conterá até 1.036.800 núcleos ARM9, com interfaces de transmissão (Tx) e recepção (Rx) conectando a rede interna do chip (Network-on-Chip) a outros chips SpiNNaker.
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Aplicação: Understanding how the brain works, real time and in a low power system, open doors to discover powerful new principles of massively parallel.
Fonte: https://en.wikipedia.org/wiki/SpiNNaker & http://apt.cs.manchester.ac.uk/projects/SpiNNaker/
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Design and Fabrication of a Differential MOEMS Accelerometer Based on Fabry–Pérot Micro-Cavities
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Autores: Mojtaba Rahimi, Mohammad Malekmohammad, Majid Taghavi, Mohammad Noori, Gholam-Mohammad Parsanasab
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Publicação: IEEE Sensors Journal, 2022
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Resumo: O artigo apresenta o projeto, fabricação e caracterização de um acelerômetro diferencial do tipo MOEMS (Micro-Opto-Electro-Mechanical System) baseado em microcavidades Fabry–Pérot. O dispositivo utiliza duas cavidades Fabry–Pérot associadas a uma massa de prova suspensa por molas, permitindo detecção de aceleração por mudanças no espectro óptico. A estrutura foi fabricada usando técnicas de microusinagem em wafer de silício sobre isolante (SOI), com sensibilidade óptica de 6,52 nm/g e frequência de ressonância de 1372 Hz. O método diferencial aumenta a sensibilidade e a precisão do sensor em comparação com dispositivos que utilizam apenas uma cavidade.
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Aplicações:
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Este tipo de acelerômetro pode ser aplicado em áreas que exigem alta precisão e resistência a interferências eletromagnéticas.
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Monitoramento de vibrações em ambientes industriais com alta interferência eletromagnética.
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Sistemas de navegação inercial para robótica e veículos autônomos.
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Dispositivos de detecção sísmica e monitoramento de estruturas.
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Aplicação / Uso do produto
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Face validity of a Wii U video game for training basic laparoscopic skills
- Autores: Maarten B. Jalink, Jetse Goris, Erik Heineman, Jean-Pierre E.N. Pierie, Henk O. ten Cate Hoedemaker.
- Publicação: The American Journal of Surgery, 2015.
- Link: https://www.americanjournalofsurgery.com/article/S0002-9610(15)00016-1/abstract
- Resumo: O estudo avaliou a validade de face de um videogame desenvolvido para o Wii U como ferramenta de treinamento para habilidades laparoscópicas básicas. Cirurgiões laparoscópicos testaram o jogo e avaliaram o realismo do hardware (controles) e a utilidade do jogo como ferramenta de treinamento. Os resultados indicaram que o jogo foi considerado uma ferramenta de treinamento válida, apesar da falta de feedback tátil.
- Aplicações: O artigo foca no uso do Wii U para treinamento cirúrgico, demonstrando como sistemas embarcados podem ser usados em simulações e treinamentos em áreas que exigem alta precisão e coordenação motora. O desenvolvimento do jogo para o Wii U envolveu a criação de hardware e software personalizados para simular os movimentos e desafios da cirurgia laparoscópica. Os princípios de design e as soluções de engenharia utilizados no desenvolvimento deste jogo podem ser relevantes para outros sistemas embarcados usados em simulação e treinamento, como simuladores de voo, sistemas de treinamento para robótica industrial ou mesmo em interfaces para equipamentos médicos. A capacidade do Wii U de fornecer uma experiência interativa e imersiva, mesmo com suas limitações de hardware, destaca o potencial em aplicações de treinamento.
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Home-Based Pulmonary Rehabilitation for Patients With Idiopathic Pulmonary Fibrosis: A Pilot Study
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Autores: Hon K. Yuen, John D. Lowman, Robert A. Oster, Joao A. de Andrade
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Publicação: Journal of Cardiopulmonary Rehabilitation and Prevention, 2019
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Resumo: Este estudo piloto investigou a viabilidade e a eficácia de um programa de reabilitação pulmonar baseado em exergames (Wii Fit) para pacientes com fibrose pulmonar idiopática (IPF).Pacientes foram randomizados para um grupo de intervenção com Wii Fit ou para um grupo controle que usava videogames sem movimento físico. O programa consistia em sessões de 30 minutos, três vezes por semana, durante 12 semanas. Os resultados mostraram baixa adesão ao programa (20%) e nenhuma melhora significativa nos desfechos clínicos como distância de caminhada de 6 minutos, dispneia ou qualidade de vida.
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Aplicações: Embora inovador, o uso de exergames em casa para pacientes com IPF apresentou desafios que devem ser superados para ser uma opção viável de reabilitação. Necessidade de melhor adesão dos pacientes para programas de exercício em casa. Relevância de incorporar estratégias de supervisão e motivação para melhorar a eficácia. Importância de considerar o nível de gravidade da doença ao selecionar candidatos para reabilitação baseada em exergames.
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Comparação Unidades Vendidas Mundialmente
O Wii U vendeu cerca de 13,56 milhões de unidades mundialmente, sendo um dos consoles da Nintendo com vendas mais modestas. Para comparação, segue informações da própria Nintendo [[12]]:
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Nintendo Switch: Mais de 125 milhões de unidades.
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Nintendo Wii: Cerca de 101 milhões de unidades.
Referências
[1]: En.wikipedia. Disponível em https://en.wikipedia.org/wiki/Espresso_(processor). Acesso em 20 abr. 2025
[2]: Www copetti org.translate.goog. Disponível em https://www-copetti-org.translate.goog/writings/consoles/wiiu/?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=pt&_x_tr_hl=pt&_x_tr_pto=tc#a-familiar-arm-chip. Acesso em 20 abr. 2025
[3]: Wiiubrew. Disponível em https://wiiubrew.org/wiki/Hardware. Acesso em 20 abr. 2025
[4]: Libdrc. Disponível em https://libdrc.org/docs/re/overview.html. Acesso em 20 abr. 2025
[5]: St. Disponível em https://www.st.com/resource/en/datasheet/stm8s003f3.pdf. Acesso em 20 abr. 2025
[6]: Developer.arm. Disponível em https://developer.arm.com/documentation/ddi0198/e/introduction/about-the-arm926ej-s-processor. Acesso em 20 abr. 2025
[7]: Wiiubrew. Disponível em https://wiiubrew.org/wiki/Cafe_OS. Acesso em 20 abr. 2025
[8]: Pt.wikipedia. Disponível em https://pt.wikipedia.org/wiki/Executable_and_Linkable_Format. Acesso em 20 abr. 2025
[9]: Github. Disponível em https://github.com/erincandescent/elfload. Acesso em 20 abr. 2025
[10]: Wiki.cemu. Disponível em https://wiki.cemu.info/wiki/System_RPL_Files. Acesso em 20 abr. 2025
[11]: Wiiubrew. Disponível em https://wiiubrew.org/wiki/IOS. Acesso em 20 abr. 2025
[12]: Aprender3.unb. Disponível em https://aprender3.unb.br/pluginfile.php/3113007/mod_folder/content/0/Aula 05 - Sistemas Embarcados - Comunicação Serial.pdf?forcedownload=1. Acesso em 20 abr. 2025
[13]: En.wikipedia. Disponível em https://en.wikipedia.org/wiki/SD_card#SDIO_cards. Acesso em 20 abr. 2025
[14]: En.wikipedia. Disponível em https://en.wikipedia.org/wiki/Universal_asynchronous_receiver-transmitter. Acesso em 20 abr. 2025
[15]: Nintendo.fandom. Disponível em https://nintendo.fandom.com/wiki/Wii_U. Acesso em 20 abr. 2025
[16]: Wiiubrew. Disponível em https://wiiubrew.org/w/index.php?title=Hardware/EEPROM. Acesso em 20 abr. 2025
[17]: Nintendo. Disponível em https://www.nintendo.com/en-gb/Support/Wii-U/Storage/Compatible-USB-storage-devices/Compatible-USB-storage-devices-676063.html. Acesso em 20 abr. 2025
[18]: Nintendo. Disponível em https://www.nintendo.com/au/support/articles/external-usb-storage-devices-that-have-been-tested-to-work-with-wii-u/. Acesso em 20 abr. 2025
[19]: Pt.wikipedia. Disponível em https://pt.wikipedia.org/wiki/Wii_U. Acesso em 20 abr. 2025
[20]: Ign. Disponível em https://www.ign.com/articles/2012/01/28/what-is-nfc-and-how-will-the-wii-u-use-it. Acesso em 20 abr. 2025
[21]: En.wikipedia. Disponível em https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Wii_U&oldid=1284128977. Acesso em 20 abr. 2025
[22]: Nintendo. Disponível em https://www.nintendo.com/pt-pt/Wii-U/Destaques-da-consola/Dados-tecnicos/Dados-tecnicos-664742.html. Acesso em 20 abr. 2025
[23]: Ign. Disponível em https://www.ign.com/wikis/wii-u/Wii_U_Tech_Specs. Acesso em 20 abr. 2025
[24]: Videogameconsolelibrary. Disponível em https://www.videogameconsolelibrary.com/pg10-wii_u.htm. Acesso em 20 abr. 2025
[25]: Anandtech. Disponível em https://www.anandtech.com/show/6465/nintendo-wii-u-teardown. Acesso em 20 abr. 2025
[26]: Pt.wikipedia. Disponível em https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Ouya&oldid=67880564. Acesso em 20 abr. 2025
[27]: Techtudo. Disponível em https://www.techtudo.com.br/noticias/2013/07/ouya-entenda-o-que-e-e-como-funciona-o-pequeno-console-android.ghtml. Acesso em 20 abr. 2025
[28]: Pt.wikipedia. Disponível em https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Consoles_de_jogos_eletrônicos_de_oitava_geração&oldid=68804227. Acesso em 20 abr. 2025
[29]: Pt.wikipedia. Disponível em https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Nintendo_Switch&oldid=69961220. Acesso em 20 abr. 2025
[30]: Pt.ifixit. Disponível em https://pt.ifixit.com/Teardown/Nintendo+Wii+U+Teardown/11796. Acesso em 20 abr. 2025
[31]: Fail0verflow. Disponível em https://fail0verflow.com/blog/. Acesso em 20 abr. 2025
