Karta przedmiotu 2012

Z1-PU7
WYDANIE N1
Strona 1 z 1
KARTA PRZEDMIOTU
(pieczęć wydziału)
1. Nazwa przedmiotu: PROGRAMOWANIE
2. Kod przedmiotu:
MIKROKONTROLERÓW (WARIANT: PROCESORY
SYGNAŁOWE)
3. Karta przedmiotu ważna od roku akademickiego: 2012/2013
4. Forma kształcenia: studia pierwszego stopnia
5. Forma studiów: studia stacjonarne
6. Kierunek studiów: ELEKTRONIKA I TELEKOMUNIKACJA (WYDZIAŁ AEII)
7. Profil studiów: ogólnoakademicki
8. Specjalność:
9. Semestr: 5
10. Jednostka prowadząca przedmiot: Instytut Elektroniki
11. Prowadzący przedmiot: dr inż. Marcin Kucharczyk
12. Przynależność do grupy przedmiotów: przedmioty wariantowe
13. Status przedmiotu: obowiązkowy (jeden z dwóch do wyboru)
14. Język prowadzenia zajęć: polski
15. Przedmioty wprowadzające oraz wymagania wstępne: Zakłada się, że student ma podstawową
wiedzę na temat budowy urządzeń cyfrowych oraz opanował podstawy programowania w języku C.
Zakłada się także podstawową znajomość języka angielskiego, która będzie przydatna przy czytaniu
dokumentacji udostępnianej przez producentów procesora i zestawu uruchomieniowego.
16. Cel przedmiotu: Celem zajęć jest przedstawienie architektury procesorów sygnałowych oraz ich
praktycznego zastosowania do obsługi prostych systemów mikroprocesorowych ze wskazaniem na
systemach cyfrowego przetwarzania sygnałów pracujących w czasie rzeczywistym. Ćwiczenia objęte
programem laboratorium obejmują obsługę urządzeń wejścia/wyjścia, zarządzanie czasem i zasobami
urządzeń oraz realizację prostych algorytmów CPS na procesorach Texas Instruments serii C6000.
17. Efekty kształcenia:
Nr
W1
W2
U1
Opis efektu kształcenia
Zna budowę i zasady projektowania systemu
mikroprocesorowego złożonego z bloków
analogowych i cyfrowych.
Zna zasady konstruowania programu z
wykorzystaniem dostępnych narzędzi i bibliotek
programistycznych.
Potrafi zaprojektować i zrealizować prosty system
mikroprocesorowy służący do kontroli urządzeń
zewnętrznych lub cyfrowego przetwarzania
mierzonych sygnałów.
Metoda sprawdzenia
efektu kształcenia
Forma
prowadzenia
zajęć
wykonanie ćwiczeń
laboratoryjnych
wykład
Odniesienie
do efektów
dla kierunku
studiów
K1_W08
wykonanie ćwiczeń
laboratoryjnych
wykład
K1_W07
wykonanie ćwiczeń
laboratoryjnych
laboratorium
K1_U10
K1_U16
Z1-PU7
U2
Potrafi sterować przepływem informacji w systemie wykonanie ćwiczeń
mikroprocesorowym korzystając z systemu
laboratoryjnych
przerwań i wątków programowych.
U3
Potrafi wygenerować sygnał o zadanych
realizacja zadania
parametrach: częstotliwość, amplituda, kształt oraz
indywidualnego
zmodulować go wybraną metodą oraz zweryfikować w laboratorium
wyniki.
U4
Potrafi przeprowadzić analizę widmową zadanego
wykonanie ćwiczeń
sygnału.
laboratoryjnych
18. Formy zajęć dydaktycznych i ich wymiar (liczba godzin)
W.: 15
WYDANIE N1
Strona 2 z 2
laboratorium
K1_U05
K1_U16
laboratorium
K1_U10
K1_U11
laboratorium
K1_U08
K1_U11
L.: 15
19. Treści kształcenia:
Wykład:
Tematyka wykładów obejmuje następujące zagadnienia:
•
Wprowadzenie – pojęcia mikrontrolera i procesora sygnałowego, przykładowa architektura procesora
sygnałowego i układów współpracujących oraz specjalizowanych bloków funkcjonalnych, ocena
wydajności przetwarzania danych, przegląda procesorów sygnałowych stało i zmiennoprzecinkowych.
•
Opis procesorów sygnałowych Texas Instruments rodziny C6000 oraz zestawu uruchomieniowego
Spectrum Digital C6416 DSK (wyposażenie laboratorium):
o
struktura procesora, jednostki obliczeniowe i moduły dodatkowe;
o
interfejsy zewnętrzne zestawu uruchomieniowego: przyciski, diody sygnalizacyjne, kodek oraz
biblioteki programowe do ich obsługi;
o
struktura programu, biblioteki zewnętrzne i system DSP/BIOS.
•
Struktura systemu cyfrowego przetwarzania sygnałów (filtry antyaliasingowe, przetworniki A/C i C/A) na
przykładzie zestawu C6416 DSK.
•
Struktura kodu programu podstawowego oraz z użyciem DSP/BIOS: przerwania, zadania, wątki,
wielozadaniowość systemu.
•
Modele przetwarzania sygnałów w czasie rzeczywistym: próbki i ramki, przerwania i DMA.
Laboratorium:
W ramach laboratorium studenci realizują podstawowe algorytmy CPS na procesorach TMS320C6416T (Texas
Instruments C6000) wykorzystywanych do przetwarzania sygnałach audio. Zakres laboratorium obejmuje
następujące ćwiczenia:
•
zapoznanie się ze środowiskiem programistycznym Code Composer Studio (CCS), tworzenie
podstawowego projektu i analiza przykładowego programu:
o
obsługa układów wejścia/wyjścia: porty, przyciski, diody;
o
obsługa układu kodeka: próbkowania i generacja sygnału;
•
generacja sygnałów o zadanym kształcie/amplitudzie/częstotliwości, koder i dekoder kodu DTMF –
obsługa przerwań;
•
analiza widmowa sygnału: algorytm FFT i realizacja analizatora widma z użyciem oscyloskopu –
środowisko DSP/BIOS i moduł DMA;
•
podstawowe modulacje cyfrowe: PAM, PSK, FSK, PCM;
•
modulacje analogowe: AM, AM-SSB (przesuwanie widma sygnału), FM.
20. Egzamin: nie
Z1-PU7
WYDANIE N1
Strona 3 z 3
21. Literatura podstawowa:
1. T. P. Zieliński, Od teorii do cyfrowego przetwarzania sygnałów, Wydział EAIiE AGH, Kraków 2002.
2. T. P. Zieliński, Cyfrowe przetwarzanie sygnałów, WKiŁ, Warszawa 2005.
3. S. W. Smith, The Scientist and Engineer's Guide to Digital Signal Processing, http://www.dspguide.com/.
4. Texas Instruments: TMS320C6000 Programmer’s Guide, http://focus.ti.com/lit/ug/spru198j/spru198j.pdf.
5. Texas Instruments: TMS320C64x Technical Overview, http://focus.ti.com/lit/ug/spru395b/spru395b.pdf.
6. Texas Instruments: TMS320C6000 Code Composer Studio Tutorial,
http://focus.ti.com/lit/ug/spru301c/spru301c.pdf.
22. Literatura uzupełniająca:
1.
A.V. Oppenheim, R.W. Schafer, Cyfrowe przetwarzanie sygnałów, WKiŁ Warszawa 1979.
2.
R.G. Lyons, Wprowadzenie do cyfrowego przetwarzania sygnałów, WKiŁ, Warszawa 1999.
3.
J. Izydorczyk, J. Konopacki, Filtry analogowe i cyfrowe, PKJS, Gliwice 2003.
4.
P. Hadam, Projektowanie systemów mikroprocesorowych, BTC, Warszawa 2004.
5.
R. Pełka, Mikrokontrolery. Architektura, programowanie, zastosowania, WKiŁ, Warszawa 2006.
6.
B. Zieliński, Układy mikroprocesorowe. Przykłady rozwiązań, Helion, Gliwice 2002.
7.
Texas Instruments: TMS320C64x DSP Library Programmer’s Reference,
http://focus.ti.com/lit/ug/spru565b/spru565b.pdf.
8.
Texas Instruments: TMS320C6000 Optimizing Compiler v 7.0, User's Guide,
http://focus.ti.com/lit/ug/spru187q/spru187q.pdf.
9.
Texas Instruments: TMS320C64x/C64x+ DSP CPU and Instruction Set Reference Guide,
http://focus.ti.com/lit/ug/spru732j/spru732j.pdf.
10. Texas Instruments: TMS320C6000 DSP/BIOS User’s Guide,
http://focus.ti.com/lit/ug/spru303b/spru303b.pdf.
11. Texas Instruments: TMS320C6000 DSP Peripherals Overview Reference Guide,
http://focus.ti.com/lit/ug/spru190q/spru190q.pdf.
12. Texas Instruments: TMS320C6000 Chip Support Library API Reference Guide,
http://focus.ti.com/lit/ug/spru401j/spru401j.pdf.
13. Spectrum Digital Incorporated: DSP Development Systems: TMS320C6416 DSK Technical Reference, 2003,
http://c6000.spectrumdigital.com/dsk6416/V3/docs/dsk6416_TechRef.pdf.
14. Texas Instruments: TLV320AIC23 Stereo Audio, CODEC, 8- to 96-kHz, With Integrated Headphone
Amplifier, Data Manual, http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/tlv320aic23.pdf.
15. BDTI’s Pocket Guide to Processing Engines for Embedded Applications,
http://www.bdti.com/pocket/pocket.htm.
Z1-PU7
WYDANIE N1
Strona 4 z 4
23. Nakład pracy studenta potrzebny do osiągnięcia efektów kształcenia
Lp.
Forma zajęć
Liczba godzin
kontaktowych / pracy studenta
15/0
1
Wykład
2
Ćwiczenia
3
Laboratorium
4
Projekt
0/0
5
Seminarium
0/0
6
Inne
0/0
0/0
15/30
Suma godzin
30/30
24. Suma wszystkich godzin: 60
25. Liczba punktów ECTS: 2
26. Liczba punktów ECTS uzyskanych na zajęciach z bezpośrednim udziałem nauczyciela akademickiego: 1
27. Liczba punktów ECTS uzyskanych na zajęciach o charakterze praktycznym (laboratoria, projekty): 1
26. Uwagi:
Zatwierdzono:
…………………………….
…………………………………………………
(data i podpis prowadzącego)
(data i podpis dyrektora instytutu/kierownika katedry/
Dyrektora Kolegium Języków Obcych/kierownika lub
dyrektora jednostki międzywydziałowej)