Metody připojování periferií

Garant předmětu:

Miroslav Skrbek

Přednášející:

Miroslav Skrbek

Cvičící:

Miroslav Skrbek

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:

Další informace:

https://courses.fit.cvut.cz

Rozvrh na zimní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Bc. program Informatika, pro fázi studia bez oboru, 2015-2020 (volitelný předmět)
• Bc. obor Bezpečnost a informační technologie, 2015-2020 (volitelný předmět)
• Bc. obor Teoretická informatika, 2015-2020 (volitelný předmět)
• Bc. obor Počítačové inženýrství, 2015-2020 (volitelný předmět)
• Bc. obor Informační systémy a management, 2015-2020 (volitelný předmět)
• Bc. obor Webové a softwarové inženýrství, zaměření Softwarové inženýrství, 2015-2020 (volitelný předmět)
• Bc. obor Webové a softwarové inženýrství, zaměření Webové inženýrství, 2015-2020 (volitelný předmět)
• Bc. obor Webové a softwarové inženýrství, zaměření Počítačová grafika, 2015-2020 (volitelný předmět)
• Bc. obor Znalostní inženýrství, 2018-2020 (volitelný předmět)
• 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)
• Bc. specializace Informační bezpečnost, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Manažerská informatika, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačová grafika, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačové inženýrství, 2021 (PS, volitelný předmět)
• Bc. program, pro fázi studia bez specializace, 2021 (VO, volitelný předmět)
• Bc. specializace Webové inženýrství, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Umělá inteligence, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Teoretická informatika, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Softwarové inženýrství, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačové systémy a virtualizace, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačové sítě a Internet, 2021 (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)
• Bc. specializace Informační bezpečnost, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. program, pro fázi studia bez specializace, 2024 (VO, volitelný předmět)
• Bc. specializace Manažerská informatika, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačová grafika, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Softwarové inženýrství, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Webové inženýrství, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačové sítě a Internet, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačové inženýrství, 2024 (PS, volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačové systémy a virtualizace, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Umělá inteligence, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Teoretická informatika, 2024 (volitelný předmět)