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:

Vstupní znalosti: 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:

1. Vývojové prostředí, vytváření programů v jazyce C a ladění.

2. Úloha: Ovládání jednoduchých zobrazovacích prvků.

3. Úloha: Ovládání displeje I

4. Úloha: Ovládání displeje II

5. Úloha: Zpracování událostí – měření kmitočtu

6. Úloha: Zpracování událostí – měření perioda

7. Úloha: Sériová komunikace.

8. Úloha: Ovládání A/D převodníku.

9. Úloha: Ovládání vstupních zařízení (klávesnice).

10. Úloha: Implementace konečného automatu.

11. Úloha: Pulzně šířková modulace

12. Úloha: Inkrementální čidlo polohy

13. Zápočet.

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.

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:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Bc. specializace Informační bezpečnost, 2021 (povinně volitelný předmět, volitelný předmět)
• Bc. specializace Manažerská informatika, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačová grafika, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačové inženýrství, 2021 (PS)
• Bc. program, pro fázi studia bez specializace, 2021 (VO)
• 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 (povinně volitelný předmět, volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačové sítě a Internet, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Informační bezpečnost, 2024 (povinně volitelný předmět, volitelný předmět)
• Bc. program, pro fázi studia bez specializace, 2024 (VO)
• 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)
• Bc. specializace Počítačové systémy a virtualizace, 2024 (povinně volitelný předmět, volitelný předmět)
• Bc. specializace Umělá inteligence, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Teoretická informatika, 2024 (volitelný předmět)