Systemy Wbudowane_program_autorski

WyŜsza Szkoła Biznesu w Dąbrowie Górniczej
Kierunek studiów: INFORMATYKA
Przedmiot: Systemy wbudowane
Specjalność: wszystkie
Liczba godzin w
semestrze
1
I
2
II
III
3
IV
V
VI
15 w /15 lab
3
ECTS
WYKŁADOWCA
dr inŜ. Krzysztof Tokarz, dr inŜ. Adam Ziębiński
FORMA ZAJĘĆ
Wykład / laboratorium
CELE
PRZEDMIOTU
Celem kursu jest przedstawienie procesu konstrukcji mikroprocesorowych systemów wbudowanych z
uwzględnieniem wyboru elementów sprzętowych, systemu operacyjnego i tworzenia
oprogramowania aplikacyjnego. Proces obejmuje waŜne elementy takie jak tworzenie specyfikacji
oraz dokumentacji całości systemu oraz podział funkcji między część realizowaną sprzętowo i
programowo.
Wiedza: Wiedza z zakresu budowy systemów mikroprocesorowych i wbudowanych
EFEKTY
KSZTAŁCENIA
Kompetencje: Umiejętność projektowania systemów wbudowanych, doboru elementów sprzętowych i
programowych
WARUNKI
WSTĘPNE
TREŚĆ
PRZEDMIOTU
LITERATURA
OBOWIĄZKOWA
Postawy: Zrozumienie działania sprzętu komputerowego jako elementu współpracującego z
tworzonym oprogramowaniem
Ukończenie kursów: Podstawy Techniki Cyfrowej, Architektura komputerów.
Wykład:
Wprowadzenie do zagadnienia systemów wbudowanych, definicja, klasyfikacja i metody
implementacji systemu wbudowanego. Mikroprocesory a matryce programowalne. Wymagania
oprogramowania systemu wbudowanego: system operacyjny, wejście i wyjście danych,
przetwarzanie danych, system plików. Standardy specyfikacji wymagań stawianych oprogramowaniu i
opis projektu oprogramowania. Etapy projektowania systemu: analiza wymagań, projekt ogólny
systemu, projekt podsystemów, implementacja podsystemów, integracja, testowanie, tworzenie
dokumentacji, główne błędy projektowe. Metody podziału na część sprzętową i programową. Wybór
elementów systemu mikroprocesor, pamięć, układy peryferyjne wejściowe i wyjściowe. Układy
specjalizowane typu ASIC, akceleratory sprzętowe, układy matryc programowalnych. Systemy
operacyjne czasu rzeczywistego dla systemów wbudowanych. Poziomy abstrakcji w
oprogramowaniu. Komunikacja w systemach wbudowanych, komunikacje wewnętrzna i zewnętrzna,
szeregowe magistrale synchroniczne i asynchroniczne. Sterowniki sieci Ethernet. Przykłady 8-, i 32bitowych systemów wbudowanych. Komputery jednopłytkowe i jednoukładowe. Przykłady
oprogramowania systemów wbudowanych, praca bez systemu operacyjnego, superpętla, obsługa
przerwań, wielozadaniowość z wywłaszczaniem i bez wywłaszczania. Mechanizm maszyny stanów.
Oprogramowanie sterowników sprzętowych i aplikacyjne.
Laboratorium:
- Implementacja superpętli w architekturach 8-bitowych 8051 i AVR.
- System operacyjny NutOS, wielozadaniowość bez wywłaszczania.
- Komputerowe wspomaganie projektowania - ISE Foundation™.
- Symulacja układów z wykorzystaniem aplikacji ModelSim
- Projektowanie z wykorzystaniem języka VHDL.
- Testowanie projektu z wykorzystaniem systemu uruchomieniowego z układem FPGA.
Grzywak A, Ziębiński A.: Budowa i projektowanie systemów komputerowych. Skrypt Politechniki
Śląskiej Gliwice 2000.
Grzywak A.: Laboratorium budowy i projektowania komputerów. Wyd. Polit. Śl., Gliwice 1988.
Łuba T., Zbierzchowski B., Jasiński K.: Programowalne moduły logiczne w syntezie układów
cyfrowych, WKŁ Warszawa 1992
LITERATURA
UZUPEŁNIAJĄCA
METODY
NAUCZANIA
POMOCE
NAUKOWE
PRZYKŁADOWE
TEMATY
PROJEKTÓW
SPOSÓB I
WARUNKI
ZALICZENIA
PRZEDMIOTU
PRZYKŁADOWE
ZAGADNIENIA (ew.
pytania)
EGZAMINU/
ZALICZENIA
Łuba T., Zbierzchowski B.: Komputerowe projektowanie układów cyfrowych WKŁ Warszawa 2000
Łuba T., Zbierzchowski B., Jasiński K.: Specjalizowane układy cyfrowe w strukturach PLD i FPGA
WKŁ Warszawa 1997
Embedded systems : architecture, programming and design / Raj Kamal. - Boston [etc.] : McGraw Hill
Higher Education, cop. 2008.
Specification and design of embedded systems / Daniel D. Gajski [et al.]. - Englewood Cliffs : PTR
Prentice Hall, 1994.
Synthesis of arithmetic circuits : FPGA, ASIC and embedded systems / Jean-Pierre Deschamps,
Géry Jean Antoine Bioul, Gustavo D. Sutter. - Hoboken, NJ : John Wiley & Sons, cop. 2006.
Networking and internetworking with microcontrollers / by Fred Eady. - Burlington, Ma ; Oxford :
Newnes, cop. 2004..
Handbook of real-time and embedded systems / ed. by Insup Lee, Joseph Y-T. Leung, Sang H. Son.
- Boca Raton ; London ; New York : Chapman & Hall/CRC, cop. 2008.
Niederliński A.: Mikrokomputery i minikomputery. WSziP, Warszawa 1978.
Niederliński A.: Mikroprocesory, mikrokomputery, mikrosystemy. WSziP, Warszawa 1987.
Metzger P. Jełowicki A.: Anatomia PC. HELION, Gliwice 1997.
Misiurewicz P.: Podstawy techniki cyfrowej. WNT, Warszawa 1982.
Węgrzyn J.: Podstawy informatyki. PWN, Warszawa 1982.
Małysiak H.: Mikrokomputery jednoukładowe serii MCS48, MCS51, MCS96. Wydawnictwo J.
Skalmierskiego, Gliwice 1992.
Zieliński B.: Układy mikroprocesorowe. Przykłady rozwiązań. Helion, Gliwice 2002.
Rydzewski A.: Mikrokomputery jednoukładowe rodziny MCS¬51. WNT, Warszawa 1999.
www.xilinx.com
www.aldec.com
www.basiccard.com
Wykład prowadzony z uŜyciem projektora multimedialnego.
Laboratorium prowadzone na rzeczywistych układach sprzętowych.
Dydaktyczny System Mikroprocesorowy DSM-51. System zbudowany na mikrokontrolerze AVR
zgodny z projektem ethernut. Oprogramowanie WinAVR.
Projekt układu cyfrowego w FPGA
Projekt systemu mikroprocesorowego
Wykład – Test zaliczeniowy.
Laboratorium – obecność na ćwiczeniach i pozytywna ocena ze sprawozdań.
Omów róŜnicę między mikroprocesorem a mikrokontrolerem.
Omów działanie algorytmu planisty w systemie wielozadaniowym.
Napisz w pseudokodzie przykładową implementację superpętli.
* Proszę zacieniować odpowiedni rok i semestr