Detail předmětu

Mikroprocesorové a vestavěné systémy (v angličtině)

IMPe Ak. rok 2023/2024 letní semestr 6 kreditů

Aktuální akademický rok

Vestavěné systémy, základní pojmy, aplikace. Architektura mikrokontrolérů. Paměťový subsystém. Programovací model, programování ARM jádra mikrokontroléru. Využití zásobníku. Podsystém přerušení a jeho programování. Periferní jednotky na čipu a jejich programování: generátor hodin, časovač, komunikační rozhraní UART, IIC a SPI, analogový a číslicový vstup a výstup, obvod reálného času RTC. Specifika programování vestavěných systémů v jazyce C.

Garant předmětu

Strnadel Josef, Ing., Ph.D. (UPSY)

Koordinátor předmětu

Růžička Richard, doc. Ing., Ph.D., MBA (UPSY)

Jazyk výuky

anglicky

Zakončení

zkouška (písemná)

Rozsah

  • 26 hod. přednášky
  • 6 hod. seminář
  • 8 hod. laboratoře
  • 12 hod. projekty

Bodové hodnocení

  • 55 bodů závěrečná zkouška (písemná část)
  • 15 bodů půlsemestrální test (písemná část)
  • 16 bodů laboratoře
  • 14 bodů projekty

Zajišťuje ústav

Ústav počítačových systémů (UPSY)

Přednášející

Strnadel Josef, Ing., Ph.D. (UPSY)

Cvičící

Strnadel Josef, Ing., Ph.D. (UPSY)
Šimek Václav, Ing. (UPSY)

Stránky předmětu

Harmonogram předmětu a studijní materiály

Cíle předmětu

Seznámit studenty s realizací vestavěných systémů mikrokontrolérem a architekturami mikrokontrolérů. Seznámit s činností jejich jednotlivých podsystémů a to zejména: CPU-programovací model, flash paměť, časovač, podsystém přerušení, komunikační rozhraní, AD převodník. Naučit studenty zásady a techniky programování vestavěných systémů ve vyšším programovacím jazyce C.

  • Studenti jsou obeznámeni s obecnou strukturou mikrokontrolérů a technikami návrhu vestavěných systémů.
  • Studenti jsou schopni vytvořit a odladit podprogramy a inicializační rutiny pro jednotlivé periferní obvody. Umí používat  základní techniky ladění aplikačních programů vytvořených v jazyce C.
  • Pochopení specifik návrhu vestavěných systémů s využitím mikrokontrolérů a technik ladění aplikací.

Doporučené prerekvizity

Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti

Znalost struktury základní procesorové jednotky (CPU) a souvisejících počítačových obvodů, základů elektroniky a techniky programování počítačů na strojové urovni. Základní znalosti programování v jazyce C.

Literatura studijní

Osnova přednášek

  1. Úvod do vestavěných systémů.
  2. Jádro ARM pro mikrokontroléry.
  3. Paměť mikrokontrolérů, přerušení.
  4. Programování v jazyce C.
  5. Komunikační rozhraní.
  6. Programování FITkitu.
  7. Připojení vstupu a výstupu k mikrokontroléru, porty.
  8. Časování, čítače, časovače.
  9. Připojení analogového vstupu a výstupu.
  10. Generování hodin.
  11. Napájení a spotřeba vestavěných systémů.
  12. Praktické aspekty návrhu vestavěných systémů s mikrokontroléry.
  13. Systémy reálného času.

Osnova laboratorních cvičení

  1. Seznámení s laboratorním kitem, sériová komunikace.
  2. Číslicový vstup/výstup.
  3. Programování časovače, PWM.
  4. Analogový vstup.

Osnova ostatní - projekty, práce

  1. Individuální projekt v rozsahu 12 hodin.

Průběžná kontrola studia

  • Vypracování 4 laboratorních úloh (celkem až 16 bodů),
  • vypracování půlsemestrálního písemného testu (až 15 bodů),
  • vypracování projektu s obhajobou a odevzdáním řešení do IS v daném termínu (až 14 bodů).
  • Každá výše uvedená aktivita musí být dokončena v předem daném termínu; jinak bude hodnocena 0 body.
  • Pro složení závěrečné zkoušky je nutno získat z ní alespoň 15 bodů; jinak bude závěrečná zkouška hodnocena 0 body.
  • Kontrolována je účast a aktivita během přednášek, laboratoří a postup prací na projektu.
  • Případné nahrazování zameškané výuky způsobené překážkou ve studiu bude realizováno dle povahy překážky a jí dotčené výuky, např. vypsáním náhradního termínu či zadáním samostatného (domácího) úkolu. Způsob řešení jiného druhu nepřítomnosti zde není upraven, tj. není vyloučen ani garantován.

Podmínky zápočtu

  • Bez podmínek.
Nahoru