Pokročilé vestavné systémy

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra číslicového návrhu

Anotace:

Předmět je zaměřen na procesory a mikrokontroléry ARM a jejich použití v široké škále aplikační oblastí. Předmět se dotýká řady pokročilých témat jako je podpora počítačové bezpečnosti, záznamem dat na velkokapacitní média, řízení motorů, zpracování signálu, řízení a regulace a průmyslové komunikace. V předmětu studenti získají jak teoretické, tak praktické zkušenostmi s reálnými systémy.

Požadavky:

Programming in C, Linux OS

Osnova přednášek:

1. Architektura procesoru ARM

2. Vývojové prostředky pro procesory ARM

3. Periferní obvody procesorů ARM

4. Optimalizace spotřeby v mikrokontrolérech

5. Podpora počítačové bezpečnosti v mikrokontrolérech

6. Pokročilé senzory (MEMS, teploty, vlhkosti, ultrazvuk, GPS)

7. USB host, záznam dat na velkokapacitní média, SD karty

8. Zpracování signálu (filtrace, FFT), signálové procesory

9. Řízení stejnosměrných a krokových motorů

10. Zpětná vazba, spojitá, nespojitá a číslicová regulace, regulátor PID

11. Průmyslové sběrnice a komunikace (průmyslový Ethernet, Modbus, Fieldbus, CAN)

12. Linuxové platformy, smíšené platformy GPU, FPGA

13. Rezerva

Osnova cvičení:

Náplní cvičení je sada laboratorních úloh, které probíhají nad reálnými zařízeními typu meteorologická stanice se sběrem dat, řízení rychlosti otáček motoru s inkrementálním čidlem, ovládání modulů v automobilu přes sběrnici CAN apod. Úlohy vždy zahrnují několik tématických oblastí z přednášek.

Cíle studia:

Cílem předmětu je seznámit studenty s pokročilými vestavnými systémy na bázi procesoru ARM. Studenti se naučí architekturu a periferní obvody moderních procesorů ARM, včetně vývoje aplikací v jazyce C. V předmětu jsou zařazeny aplikace z oblastí řízení motorů, zpracování signálu, průmyslové sběrnice, průmyslová komunikace, zpracování dat ze senzorů.

Studijní materiály:

Noergaard, T.: Embedded System Architecture. Elsevier Inc., 2005. ISBN: 0-7506-7792-9

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:

• Mgr. specializace Počítačová bezpečnost, 2020 (volitelný předmět)
• Mgr. specializace Návrh a programování vestavných systémů, 2020 (volitelný předmět)
• Mgr. specializace Počítačové systémy a sítě, 2020 (volitelný předmět)
• Mgr. specializace Manažerská informatika, 2020 (volitelný předmět)
• Mgr. specializace Softwarové inženýrství, 2020 (volitelný předmět)
• Mgr. specializace Systémové programování, verze od 2020 (volitelný předmět)
• Mgr. specializace Webové inženýrství, 2020 (volitelný předmět)
• Mgr. specializace Znalostní inženýrství, 2020 (volitelný předmět)
• Mgr. specializace Teoretická informatika, 2020 (volitelný předmět)
• Mgr. program, pro fázi studia bez specializace, ver. pro roky 2020 a vyšší (volitelný předmět)
• Study plan for Ukrainian refugees (volitelný předmět)
• Mgr. specializace Systémové programování, verze od 2023 (volitelný předmět)
• Mgr. specializace Teoretická informatika, 2023 (volitelný předmět)