Vestavné systémy

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra číslicového návrhu

Anotace:

Studenti se naučí navrhovat vestavné systémy a vyvíjet pro ně programové vybavení. Získají základní znalosti o nejčastěji používaných mikrokontrolérech a vestavných procesorech, jejich integrovaných periferních obvodech, způsobech programování a využití v aplikacích. Získají praktické zkušenosti s vývojovými nástroji a vývojem programového vybavení.

Požadavky:

Znalost programování v jazyce C, znalost logických obvodů a jejich navrhování, struktury a architektury počítačů.

Osnova přednášek:

1. Úvod do předmětu, definice vestavných systémů, aplikační oblasti, způsob návrhu.

2. Vstupně/výstupní brány, jejich konfigurace, přerušení, vnější sběrnice.

3. Čítače a časovače, obvody pro zpracování a generování událostí.

4. Obvody reálného času, pulsně-šířková modulace, dohlížecí obvody.

5. Sériová rozhraní, sériová komunikace, sériové sběrnice.

6. A/Č a Č/A převodníky, teplotní senzory.

7. Zobrazovací prvky, klávesnice a dotykové obrazovky.

8. Paměťové obvody, velkokapacitní média.

9. Moderní rozhraní (USB, BlueTooth).

10. Osmibitové, šestnáctibitové a třicetidvoubitové mikrokontrolery a procesory.

11. Mobilní platformy.

12. Operační systémy pro vestavné aplikace.

13. Technická a programová podpora vývoje aplikací.

Osnova cvičení:

Cvičení jsou pokryta dvěma soustředěními během semestru. Soustředění zahrnují jednak úvod do vývojových prostředků a řešení vybraných úloh za asistence pedagoga pro rychlejší uvedení studentů do problematiky vývoje programového vybavení pro vestavné systémy. Zbylé úlohy studenti vypracovávají samostatně. Sada úloh zahrnuje ovládání jednoduchých zobrazovacích prvků, ovládání displeje, zpracování událostí – měření kmitočtu, zpracování událostí – měření perioda, sériová komunikace, ovládání A/D převodníku, ovládání vstupních zařízení (klávesnice), implementace konečného automatu, pulzně šířková modulace a inkrementální čidlo polohy.

Cíle studia:

Cílem předmětu je seznámit studenty s návrhem vestavných systémů a vývojem jejich programového vybavení. Předmět je zaměřen na systémy s mikrokontrolery a vestavnými procesory. Důraz je kladen na nejčastěji používané periferní obvody, jejich programování a využití v aplikacích. Zařazena jsou také moderní počítačová rozhraní jako USB, a BlueTooth. Cvičení jsou zaměřena prakticky. Formou úloh se studenti v průběhu semestru seznámí s vývojovými nástroji a programováním vestavných systémů v jazyce C.

Studijní materiály:

[1] On-line technical documentation: http://www.microchip.com. Microchip, 2020. ISBN .

[2] Marwedel P. : Embedded System Design: Embedded Systems Foundations of Cyber-Physical Systems, and the Internet of Things (3rd Edition). Springer, 2018. ISBN 978-3319560434.

[3] Noergaard T. : Embedded Systems Architecture: A Comprehensive Guide for Engineers and Programmers. Newnes, 2005. ISBN 750677929.

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. program Informatika, pro fázi studia bez oboru, kombi., 2015 - 2020 (VO)
• Bc. obor Bezpečnost a informační technologie, kombi., 2015 - 2019 (volitelný předmět)
• Bc. obor Webové a softwarové inženýrství, zaměření Softwarové inženýrství, kombi., 2015 - 2020 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Informační bezpečnost, kombi., 2021 (povinně volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačové systémy a virtualizace, kombi., 2021 (povinně volitelný předmět)
• Bc. obor Bezpečnost a informační technologie, kombinovaná forma studia, 2020 (volitelný předmět)