przedmiot wybieralny viii - 1. systemy wbudowane

Politechnika Opolska
Wydział Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki
Karta Opisu Przedmiotu
Kierunek studiów
Profil kształcenia
Poziom studiów
Specjalność
Forma studiów
Semestr studiów
Nazwa przedmiotu
Subject Title
Całk.
2
Wymagania
wstępne w
zakresie
przedmiotu
INFORMATYKA
Ogólnoakademicki
Studia pierwszego stopnia
Studia stacjonarne
VII
PRZEDMIOT WYBIERALNY VIII - SYSTEMY
WBUDOWANE
Nauki podst. (T/N)
N
Selected course II - Embedded systems
ECTS (pkt.)
Tryb zaliczenia przedmiotu
Kod przedmiotu
Kont.
1,8 Prakt.
1
Zaliczenie na ocenę
KW
Nazwy
Informatyka I,II. Architektura komputerów. Programowanie
przedmiotów
niskopoziomowe
Ma uporządkowaną wiedzę w zakresie metodyki i technik
1.
programowania w języku asemblera oraz C/C++.
Ma uporządkowaną wiedzę z zakresu architektury komputerów,
Wiedza
obliczania reprezentacji liczb całkowitych i rzeczywistych oraz
2.
wykonywania podstawowych operacji arytmetycznych i logicznych
na tych reprezentacjach.
Potrafi pozyskiwać i informacje z literatury oraz innych źródeł, potrafi
Umiejętności
1. integrować uzyskane informacje oraz dokonywać ich interpretacji i
wyciągać wnioski.
Kompetencje
społeczne
1.
Potrafi współdziałać i pracować w grupie, przyjmując w niej różne
role.
Program przedmiotu
Forma zajęć
Wykład
Ćwiczenia
Laboratorium
Projekt
Seminarium
L. godz. zajęć w sem.
Prowadzący zajęcia
Całkowita
Kontaktowa
(tytuł/stopień naukowy, imię i nazwisko)
35
30
dr inż. Michał Podpora
|
|
25
15
zgodnie z przydziałem obowiązków
|
|
|
Treści kształcenia
Wykład
1.
Sposób realizacji Wykład w sali audytoryjnej
Tematyka zajęć
Wprowadzenie do systemów wbudowanych i systemów czasu rzeczywistego.
Podstawowe pojęcia.
2
2.
Zastosowania i rozwój systemów wbudowanych. Przegląd przykładowych
architektur sprzętowych stosowanych w systemach wbudowanych.
2
3.
Metodyka projektowania mikroprocesorowych systemów wbudowanych.
Specyfikacja wymagań, Schematy blokowe i ideowe, projektowanie
oprogramowania, testowanie, dokumentacja.
4
4.
Projektowanie systemów niezawodnych. Systemy uruchomieniowe, środowiska
programowania i debugowania mikroprocesorowych systemów wbudowanych.
Redundancja czasowa, sprzętowa i programowa.
4
5.
Mikrokontrolery - podstawowe architektury mikroprocesorów, tryby adresowania,
układy peryferyjne.
4
6.
Układy wejścia / wyjścia mikrokontrolerów, standardowe interfejsy, współpraca z
elementami wykonawczymi.
4
7.
Analogowe układy wejścia / wyjścia – przetworniki A/C, C/A, komparatory w
systemach mikroprocesorowych.
Lp.
Liczba godzin
2
8.
9.
Przetwarzanie danych a zużycie energii. Obsługa przerwań oraz tryby oszczędzania
energii w mikrokontrolerach.
4
Systemy operacyjne czasu rzeczywistego: QNX, RTLinux.
4
L. godz. pracy własnej studenta
5
L. godz. kontaktowych w sem.
30
Sposoby sprawdzenia zamierzonych Kolokwium pisemne, odpowiedzi ustne
efektów kształcenia
Laboratorium
Sposób realizacji ćwiczenia praktyczne w laboratorium komputerowym
Lp.
Tematyka zajęć
Liczba godzin
Zajęcia organizacyjne, zapoznanie studentów z regulaminem laboratorium,
1
1.
tematyką ćwiczeń i zasadami zaliczenia przedmiotu.
Systemy uruchomieniowe, środowiska programowania i debugowania systemów
mikroprocesorowych 8 bitowych (80C517) oraz 16 bitowych (MSP430FG4618).
1
Projekt prostego układu wbudowanego: - opracowanie specyfikacji wymagań.
Podstawy programowania systemów wbudowanych w oparciu o procesory 8 i 16
bitowe w języku asemblera (80C517) oraz C/C++ (MSP430):
- cyfrowe porty wejścia/ wyjścia – (sterowanie diodami LED, stan przełączników)
1
2
5.
Projekt prostego układu wbudowanego: przedstawienie opracowanego schematu
blokowego systemu wbudowanego.
1
Podstawy programowania systemów wbudowanych w oparciu o procesory 8 i 16
bitowe w języku asemblera (80C517) oraz C/C++ (MSP430):
-sterowanie urządzeniami we/wy: wyświetlacze LCD, klawiatury
2
6.
Projekt prostego układu wbudowanego: dobór układów elektronicznych
spełniających założenia projektu (procesory, układy elektroniczne, urządzenia
peryferyjne) na podstawie ich dokumentacji.
1
7.
1
8.
Podstawy programowania systemów wbudowanych w oparciu o procesory 8 i 16
bitowe w języku asemblera (80C517) oraz C/C++ (MSP430):
- przerwania zewnętrzne oraz timery
9.
Projekt prostego układu wbudowanego: opracowanie schematu ideowego systemu
wbudowanego.
1
2
10.
Podstawy programowania systemów wbudowanych w oparciu o procesory 8
bitowe oraz 16 bitowe w języku asembler (80C517) oraz C/C++ (MSP430FG4618)
- sterowanie urządzeniami peryferyjnymi: przetwornik A/C, C/A, porty szeregowe
11.
Projekt prostego układu wbudowanego: projekt oprogramowania zastosowanych
układów programowalnych.
1
12.
Projekt prostego układu wbudowanego: opracowanie procedur testowych oraz
dokumentacji.
1
2.
3.
4.
L. godz. pracy własnej studenta
10
L. godz. kontaktowych w sem.
15
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych w formie programów
spełniających przedstawione założenia dla wybranej rodziny
Sposoby sprawdzenia zamierzonych
mikrokontrolerów 8 lub 16 bitowych. Wykonanie projektu prostego
efektów kształcenia
systemu wbudowanego oraz prezentacja i dyskusja zastosowanych
rozwiązań na forum grupy laboratoryjnej.
Zna metody, techniki i narzędzia programistyczne stosowane
1. do tworzenia oprogramowania wbudowanego. (W, L)
Wiedza
Ma podstawową wiedzę o cyklu życia systemów
2. wbudowanych, podnoszeniu ich niezawodności i roli
dokumentacji. (W, L)
Ma podstawową wiedzę z zakresu systemów czasu
3. rzeczywistego. (W)
Efekty kształcenia dla
przedmiotu - po
zakończonym cyklu
kształcenia
Potrafi pozyskiwać informacje z literatury oraz dokumentacji
elementów i urządzeń (także w języku angielskim); potrafi
1.
integrować i dokonywać interpretacji uzyskanych informacji.
(L)
Umiejętności
Efekty kształcenia dla
przedmiotu - po
zakończonym cyklu
kształcenia
Umiejętności
Potrafi zaprojektować prosty system wbudowany oraz
stworzyć odpowiednie oprogramowanie wbudowane przy
2. użyciu standardowych języków programowania i narzędzi
programistycznych. (L)
Potrafi dokonać wstępnej analizy ekonomicznej prostego
3. projektu systemu wbudowanego. (L)
Potrafi odpowiednio określić priorytety służące realizacji
1. postawionego zadania. (L)
Kompetencje
społeczne
Ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz
gotowość podporzadkowania się zasadom pracy w zespole i
2.
ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowany
projekt systemu. (L)
Metody dydaktyczne:
Wykład informacyjny z elementami wykłądu problemowego. Prezentacje multimedialne. Dyskusja
dydaktyczna w ramach wykładu i laboratorium. Materiały informacyjne na stronie internetowej. Konsultacje.
Forma i warunki zaliczenia przedmiotu:
Laboratorium: Poprawne wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych w formie programów wbudowanych
realizujących zadane założenia oraz projekt prostego systemu wbudowanego wraz z prezentacją i dyskusją
zastosowanego rozwiązania technicznego. Wykład: pozytywna ocena z kolokwium (uzyskanie co najmniej
50% punktów).
Literatura podstawowa:
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
Janiczek J., Stępień A.: Mikrokontrolery, Wydawnictwo Centrum Kształcenia Praktycznego, Wrocław
1997
Gałka P.: Podstawy programowania mikrokontrolera 8051, MIKOM, Warszawa 2000
MSP430x4xx Family User’s Guide, Texas Instruments 2010.
Davis J.: MSP430 Microcontroller Basics, Elsevier Science 2008
Nagy C.: Embedded Systems Design using the TI MSP430 Series, Elsevier Science 2003
Marwedel P.: Embedded System Design, Kluwer Academic Publishers, Boston 2003
Luecke J.: Analog and Digital Circuits for Electronic Control System Applications Using the TI MSP430
[7] Microcontroller, Elsevier Science 2005
Literatura uzupełniająca:
Lewis D.: Między asemblerem a językiem C – Podstawy programowania wbudowanego, Wydawnictwo
[1] RM, Warszawa 2004
[2] Ułasiewicz J.: Systemy czasu rzeczywistego QNX6 Neutrino, Wydawnictwo BTC, Warszawa 2007.
[3] Daca W.: Mikrokontrolery – od układów 8-bitowych do 32-bitowych, MIKOM, Warszawa 2000.
______________
* niewłaściwe przekreślić
…………………………………………………..
……………………………………………………….
(kierownik jednostki organizacyjnej/bezpośredni przełożony:
pieczęć/podpis
(Dziekan Wydziału
pieczęć/podpis)