Mikroprocesorové systémy

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra řídicí techniky

Anotace:

Předmět studenty seznámí se současnými možnosti návrhu mikroprocesorových systémů a logických obvodů určených pro řídicí aplikace a menší komunikační zařízení. Budou též předvedeny moderní návrhové metody pro velké programovatelné obvody. Rozebrány jsou možnosti propojení hardware se softwarovým vybavením, operačními systémy, kompilátory a grafickými navrhovými systémy. Ve cvičeních budou studenti řešit tři menší projekty s moderními mikrokontroléry a programovatelnými obvody, na kterých si vyzkouší získané znalosti.

Požadavky:

Základy programování v C, Základy návrhu logických obvodů

Osnova přednášek:

1. Úvod do návrhu hardware řídících systémů

2. Architektury moderních mikrokontrolérů - přehled

3. Klasické architektury mikroprocesorů (např. 680x0)

4. Integrované mikrokontroléry (683xx, ColdFire, atd.)

5. Architektury na bázi RISC (příkladem PowerPC)

6. Návrh vlastních subsystémů s využitím FPGA

7. Jazyky pro funkční popis logických obvodů (VHDL)

8. Simulace činnosti navržených obvodů

9. Algoritmický návrh obvodů (jazyk Handle C)

10. Kombinované systémy na čipu (CPU + periferie + paměti)

11. Směry vývoje hardware řídicích systémů

12. Moderní metody návrhu řídicích algoritmů (System Generator)

13. Generátory kódu z dynamických modelů (Simulink, RTW)

14. Shrnutí, praktické příklady a doporučení

Osnova cvičení:

Cvičení se skládají z řešení tří úloh, které si studenti vyberou z předložené nabídky. Zájemcům budou předloženy i obtížnější úkoly, které budou částí dlouhodobějších projektů řešených v rámci katedry. Vývojová prostředí pro většinu pracoviště budou vybudována na bázi otevřeného software, což umožní studentům získat nejen cenné zkušenosti, ale i legální vývojové nástroje pro svoje vlastní budoucí projekty. Pro výuku se předpokládají následující pracoviště:

- Pracoviště s mikrokontrolérem PowerPC MPC555 případně MPC565

(CAN, časovací subsystémy, řízení brushless motorů, seznámeni s RTOS RTEMS, GNU C překladačem)

- 2× pracoviště s mikrokontroléry MC68376 vybavené pro řízení DC motorů

(CAN, PWM modulace, GNU C, BDM debugger, RTEMS)

- 2× pracoviště s programovatelnými obvody s vývojovou deskou XESS

- 1× pracoviště s procesorem Alpha

- 2× pracoviště s DSP procesorem TMS320C31/C6xxx

(návrh s využitím Simulinku a RTW)

1. Úvod, seznámení s vývojovými prostředky

2. Praktické ukázky práce s programovatelnými obvody

3. Zadání 1. Úlohy

4. Řešení 1. Úlohy

5. Kontrola 1. úlohy

6. Zadání 2. úlohy

7. Řešení 2. úlohy

8. Kontrola 2. úlohy

9. Zadání 3. Úlohy

10. Řešení 3. Úlohy

11. Řešení 3. Úlohy

12. Kontrola 3. Úlohy

13. Prostor pro vlastní experimenty

14. Zápočty a zhodnocení cvičení

Cíle studia:

Studijní materiály:

1. Líška, M., Šulo, V., Strelec, J.: Programovatelná logická pole. Praha: Grada 1993

2. The Programmable Logic Data Book. XILINX, INC. 1994

3. MC68376 User's Manual. MOTOROLA, INC. 1998

4. RCPU RISC CENTRAL PROCESSING UNIT REFERENCE MANUAL. MOTOROLA, INC. 1994, 1996

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 14+4

Typ cvičení: s, p

Předmět je nabízen také v anglické verzi.

Stránky předmětu: http://support.dce.felk.cvut.cz/msy/

Další informace:

http://support.dce.felk.cvut.cz/msy/

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Kybernetika a měření - řídicí technika- strukturované studium (povinně volitelný předmět)
• Kybernetika a měření - umělá inteligence- strukturované studium (povinně volitelný předmět)
• Kybernetika a měření - měřicí a přístrojové systémy- strukturované studium (povinně volitelný předmět)
• Kybernetika a měření - letecké informační a řídicí systémy- strukturované studium (povinně volitelný předmět)