Metody připojování periferií

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra číslicového návrhu

Anotace:

Předmět učí studenty metodám připojování periferií osobním počítačům. Zabývá se připojováním reálných zařízení s důrazem na univerzální sériovou sběrnici (USB). Předmět se dotýká jak strany osobního počítače, tak vlastního zařízení. Cvičení jsou orientována prakticky. Během semestru student získá praktické zkušenosti při realizaci vybrané části USB zařízení, ovladačů v operačních systémech Linux a Windows, jednoduché aplikace pro ovládání zařízení a vyzkouší si práci s aplikačními rozhraními vybraných zařízení.

Požadavky:

Základní znalost programování v jazyce C a základů operačních systémů Linux a Windows.

Osnova přednášek:

1. Základní pojmy, architektura PC.

2. Adresní prostory PC, virtualizace paměti, přerušovací subsystém.

3. Systémová sběrnice PCI Express, vstupně/výstupní operace, přímý přístup do paměti.

4. Standard USB 3.0, USB Wireless a USB On-the-Go.

5. SCSI sběrnice a USB paměťová média.

6. Periferní sběrnice.

7. Vývoj specifických USB zařízení, hardwarová podpora v mikropočítačích, firmware.

8. Jádro operačního systému Linux a moduly jádra.

9. Znaková a USB zařízení v Linuxu.

10. Ovladače ve Windows.

11. Mapování Bluetooth zařízení do Linuxu a Windows.

12. Mapování audio a video zařízení do Linuxu a Windows.

13. Přístup k periferiím z virtuálních strojů.

Osnova cvičení:

1. Úvod do předmětu, seznámení s vývojovými prostředky

2. Ovládání periferií na úrovni registrů

3. Konfigurace PCI zařízení

4. Detekce a identifikace USB, čtení dat z USB myši

5-6. Čtení sektorů z USB paměťového média

7. Implementace odezvy na žádost o deskriptor USB zařízení

8. Implementace blokových přenosů USB zařízení

9. Implementace ovladače znakového zařízení v Linuxu

10. Implementace ovladače USB zařízení

11. Implementace ovladače ve Windows

12. Přenos dat přes audio/video API

13. Zápočet

Cíle studia:

Cílem předmětu je seznámit studenty s metodami připojování periferií počítačů a jejich aplikačními rozhraními. Cílem předmětu je také poskytnout studentům prostor pro získání praktických zkušeností v této oblasti, a to formou úloh.

Studijní materiály:

[1] Jackson M., Budruk R., Winkles J., Anderson D. : PCI Express Technology 3.0.. MindShare Press, 2012. ISBN 978-0977087860.

[2] Madieu J. : Linux Device Drivers Development: Develop customized drivers for embedded Linux. Packt Publishing, 2017. ISBN 978-1785280009.

[3] Yosifovich P. : Windows Kernel Programming. CreateSpace Independent Publishing Platform, 2019. ISBN 978-1977593375.

[4] Gook M. : Hardwarová rozhraní. Průvodce programátora. Computer Press, 2006. ISBN 978-80-251-1019-5.

Poznámka:

Informace o předmětu a výukové materiály naleznete na https://courses.fit.cvut.cz

Další informace:

https://courses.fit.cvut.cz

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Bc. obor Bezpečnost a informační technologie, 2015-2020 (volitelný předmět)