Programowanie systemów wbudowanych

Nazwa przedmiotu:
PROGRAMOWANIE SYSTEMÓW WBUDOWANYCH
EMBEDDED SYSTEMS PROGRAMMING
Kierunek:
Kod przedmiotu:
Informatyka
Forma studiów:
Stacjonarne
Rodzaj przedmiotu:
Poziom przedmiotu:
moduł specjalności obowiązkowy:
Inżynieria oprogramowania
I stopnia
D7_10
Rok: IV
Semestr: VII
Rodzaj zajęć:
Liczba godzin/tydzień:
Liczba punktów:
wykład, laboratorium
2W, 2L
5 ECTS
PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE
I KARTA PRZEDMIOTU
CEL PRZEDMIOTU
C1. Zapoznanie studentów z problematyką zaawansowanego programowania 8 i 32 bitowych
systemów wbudowanych poprzez realizację złożonych aplikacji wykorzystujących możliwości
sprzętowe i programowe elementów peryferyjnych.
C2. Nabycie przez studentów praktycznych umiejętności projektowania, programowania,
uruchamiania, testowania i usuwania błędów rozbudowanych aplikacji realizowanych w
systemach wbudowanych.
WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI
1. Wiedza z zakresu matematyki, techniki cyfrowej i podstaw programowania.
2. Umiejętność wykonywania działań matematycznych do rozwiązywania postawionych zadań
związanych doborem parametrów pracy oprogramowywanych elementów peryferyjnych
mikrokontrolerów.
3. Umiejętność korzystania z różnych źródeł informacji w tym z instrukcji i dokumentacji
technicznej.
4. Umiejętności pracy samodzielnej i w grupie.
5. Umiejętności prawidłowej interpretacji i prezentacji własnych działań.
EFEKTY KSZTAŁCENIA
EK 1 – posiada podstawową wiedzę z zakresu programowania systemów wbudowanych,
EK 2 – zna środowiska programistyczne i wie jak z niego skorzystać, by przygotować i uruchomić
aplikację,
EK 3 – zna wybrane mikrokontrolery pod względem sprzętowym i programowym,
EK 4 – potrafi zaprojektować układ logiczny programu, który będzie realizował zadania wybranej
aplikacji,
EK 5 – potrafi wykorzystać środowisko programistyczne do napisania, skompilowania,
uruchomienia, testowania w celu detekcji i eliminacji błędów,
EK 6 – posiada wiedzę na temat doboru mikrokontrolera do określonej aplikacji z
uwzględnieniem zestawu jego elementów peryferyjnych i parametrów ich pracy dla
bieżących i przyszłych potrzeb aplikacji,
TREŚCI PROGRAMOWE
Forma zajęć – WYKŁADY
W 1 – Wprowadzenie do programowania systemów wbudowanych. Omówienie zakresu
przedstawianej problematyki.
W 2 – Pamięć w systemach wbudowanych. Architektura pamięci.
W 3 – Wpływ oprogramowania na projektowanie sprzętu. Migracja oprogramowania do
nowej architektury procesora.
W 4 – Dobór CPU do wymagań aplikacji.
W 5 – Powstające technologie do rozwoju oprogramowania dla systemów
wbudowanych.
W 6 – Wybór środowiska programistycznego. Eclipse jako praktyczna opcja otwartego
środowiska programistycznego.
W 7 – Aspekty programowania w C i C++.
W 8 – Systemy czasu rzeczywistego.
W 9 – Systemy operacyjne czasu rzeczywistego.
W 10 – Praca sieciowa systemów wbudowanych.
W 11 – Logika programowalna w systemach wbudowanych.
W 12 – Programowanie dla nietypowych układów pamięci.
W 13 – Auto-testowanie w systemach wbudowanych.
W 14 – Elementy interfejsu użytkownika w systemach wbudowanych.
W 15 – Przykłady aplikacji.
Forma zajęć – LABORATORIUM
L 1 – Omówienie zadań projektowych dla systemu 8-bitowego. Środowisko µVision.
L 2 – Przykłady procedur.
L 3 – Realizacja zawansowanych funkcji pomiarowych przy pomocy timer-ów.
L 4 – Generacja przebiegu z MSI.
L 5 – Projekt dla systemu 8-bitowego. Wybór aplikacji, określenie założeń projektowych.
L 6 – Realizacja projektu.
L 7 – Testowanie aplikacji. Dyskusja uzyskanych efektów działania aplikacji.
L 8 – Omówienie zadań projektowych dla systemu 32-bitowego. Środowisko Eclipse.
L 9 – Obsługa portów równoległych dla mikrokontrolera 32-bitowego.
L 10 – Układ USART i system przerwań.
L 11 – Obsługa graficznego wyświetlacza LCD przez port SPI.
L 12 – Obsługa portu USB.
L 13 – Projekt dla systemu 32-bitowego. Określenie założeń projektowych.
L 14 – Realizacja projektu.
L 15 – Testowanie aplikacji. Dyskusja uzyskanych efektów działania aplikacji.
Liczba
godzin
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Liczba
godzin
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE
1. – wykład z wykorzystaniem prezentacji multimedialnych
2. – ćwiczenia laboratoryjne, opracowanie sprawozdań z realizacji przebiegu ćwiczeń
3. – przykładowe programy
4. – instrukcje do wykonania ćwiczeń laboratoryjnych
5. – środowiska programistyczne do realizacji programu ćwiczeń
6. – urządzenia zewnętrzne takie jak: zasilacze, generatory, oscyloskopy – pomocne w realizacji
niektórych zadań
7. – stanowiska do ćwiczeń wyposażone w płytki ewaluacyjne zawierające mikrokontrolery i
zewnętrzne elementy wykorzystywane do realizacji programu ćwiczeń
2
SPOSOBY OCENY ( F – FORMUJĄCA, P – PODSUMOWUJĄCA)
F1. – ocena przygotowania do ćwiczeń laboratoryjnych
F2. – ocena umiejętności stosowania zdobytej wiedzy podczas wykonywania ćwiczeń
F3. – ocena sprawozdań z realizacji ćwiczeń objętych programem nauczania
F4. – ocena aktywności podczas zajęć
P1. – ocena umiejętności rozwiązywania postawionych problemów oraz sposobu prezentacji
uzyskanych wyników – zaliczenie na ocenę*
P2. – ocena opanowania materiału nauczania będącego przedmiotem wykładu – zaliczenie wykładu
(lub egzamin)
*) warunkiem uzyskania zaliczenia jest otrzymanie pozytywnych ocen ze wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych,
OBCIĄŻENIE PRACĄ STUDENTA
Forma aktywności
Godziny kontaktowe z prowadzącym
Średnia liczba godzin na
zrealizowanie aktywności
30W 30L  60 h
Godziny konsultacji
5h
Zapoznanie się ze wskazaną literaturą
15 h
Przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych
15 h
Wykonanie sprawozdań z realizacji ćwiczeń laboratoryjnych
10 h
(czas poza zajęciami laboratoryjnymi)
Przygotowanie do testu z wykładu
Suma
SUMARYCZNA LICZBA PUNKTÓW ECTS DLA PRZEDMIOTU
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje na zajęciach
wymagających bezpośredniego udziału prowadzącego
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o
charakterze praktycznym, w tym zajęć laboratoryjnych i
projektowych
20 h

125 h
5 ECTS
2.6 ECTS
2.2 ECTS
LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA
1. Pełka R.: „Mikrokontrolery – architektura, programowanie, zastosowania” WKŁ,
Warszawa 2000,,
2. Majewski Jacek, Kardach Krzysztof: Programowanie mikrokontrolerów z serii 8x51 w
języku C. Wrocław: Oficyna Wydaw. PWroc. 2002, 150 s. 64 rys. 6 tab. + CD-ROM
Bibliogr. s. 132,
3. Brzoza-Woch R.: „Mikrokontrolery AT91SAM7 w przykładach”, Wydawnictwo BTC,
wydanie 1, Legionowo 2009,
4. Colin Walls: „Embedded Software: The Works”, Elsevier, Boston, 2006,
5. Zurawski R.:”Embedded Systems” CRC Press 2006,
6. Wayne Wolf: “Computers as Components: Principles of Embedded Computing System
Design” Morgan & Kaufman 2000,
7. Stephen A. Edwards: “Languages for Digital Embedded Systems” Kluver, 2000,
8. Marwedel P.: “Embedded System Design” Kluwer Academic Publishers, Boston 2003.
3
PROWADZĄCY PRZEDMIOT ( IMIĘ, NAZWISKO, ADRES E-MAIL)
1. Dr inż. Jerzy Jelonkiewicz, [email protected]
Efekt
kształcenia
Odniesienie
danego efektu do
efektów
zdefiniowanych
dla całego
programu (PEK)
Cele
przedmiotu
Treści
programowe
Narzędzia
dydaktyczne
Sposób
oceny
EK1
KIO1_W01
KIO1_W06
KIO1_W08
KIO1_W09
K_W16
C1
W1-15
L1-15
1,3
F1
P2
EK2
KIO1_W06
C1
W1-15
1-5
EK3
KIO1_W08
C2
W2-15
L1-15
1-7
EK4
KIO1_U08
C1
W1-15
L1-15
1-5
EK5
KIO1_U06
KIO1_U08
KIO1_U09
K_U19
C1,C2
W1-15
L1-15
1-7
EK6
KIO1_U08
C1
W1-15
L1-15
1
F1
F2
P1
F1
F2
F3
F4
P1
F2
F3
F4
P1
F1
F2
F3
P1
F1
P2
II. FORMY OCENY - SZCZEGÓŁY
Na ocenę 2
Efekt 1
Student opanował
wiedzę z zakresu
programowania
systemów
wbudowanych,
potrafi ją
wykorzystać
Efekt 2
Student posiada
umiejętności
stosowania wiedzy
Na ocenę 3
Na ocenę 4
Student opanował
wiedzę z zakresu
programowania
systemów
wbudowanych,
potrafi wskazać
właściwą metodę
programowej
realizacji zadania z
wykorzystaniem
systemu
wbudowanego
Na ocenę 5
Student nie
opanował
podstawowej wiedzy
z programowania
systemów
wbudowanych
Student częściowo
opanował wiedzę z
zakresu
programowania
systemów
wbudowanych
Student bardzo
dobrze opanował
wiedzę z zakresu
materiału objętego
programem
nauczania,
samodzielnie
zdobywa i poszerza
wiedzę przy użyciu
różnych źródeł
Student nie potrafi
zrealizować prostej
aplikacji z
Student nie potrafi
Student poprawnie Student potrafi
wykorzystać zdobytej wykorzystuje wiedzę dokonać wyboru
wiedzy, zadania
oraz samodzielnie
właściwych
4
w praktycznym
rozwiązywaniu
problemów
związanych z
programowaniem
systemów
wbudowanych
Efekt 3
Student potrafi
efektywnie
prezentować
i dyskutować wyniki
własnych działań
programowaniem
systemów
wbudowanych,
nawet z pomocą
wytyczonych
instrukcji oraz
prowadzącego
wynikające z
realizacji ćwiczeń
wykonuje z pomocą
prowadzącego
rozwiązuje problemy elementów
wynikające w trakcie peryferyjnych
realizacji ćwiczeń
systemu
wbudowanego do
realizacji zadania
oraz wykorzystać
środowisko
programistyczne do
napisania,
skompilowania,
uruchomienia i
testowania złożonych
aplikacji
Student nie
opracował
sprawozdania/
Student nie potrafi
zaprezentować
wyników swoich
badań
Student wykonał
sprawozdanie
z wykonanego
ćwiczenia, ale nie
potrafi dokonać
interpretacji oraz
analizy wyników
własnych badań
Student wykonał
sprawozdanie
z wykonanego
ćwiczenia, potrafi
prezentować wyniki
swojej pracy oraz
dokonuje ich analizy
Student wykonał
sprawozdanie
z wykonanego
ćwiczenia, potrafi
w sposób zrozumiały
prezentować,
oraz dyskutować
osiągnięte wyniki
Dopuszcza się wystawienie oceny połówkowej o ile student spełniający wszystkie efekty
kształcenia wymagane do oceny pełnej spełnia niektóre efekty kształcenia odpowiadające
ocenie wyższej
III. INNE PRZYDATNE INFORMACJE O PRZEDMIOCIE
1. Wszelkie informacje dla studentów (prezentacje do zajęć, instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych,
przykładowe aplikacje) dostępne są na stronie internetowej http://www.kik.pcz.pl.
2. Informacja na temat konsultacji przekazywana jest studentom podczas pierwszych zajęć danego z
przedmiotu.
5