Předmět: Embedded systémy s mikropočítači

» Seznam fakult » FAI » AUART
Název předmětu Embedded systémy s mikropočítači
Kód předmětu AUART/AE5ES
Organizační forma výuky Přednáška + Cvičení
Úroveň předmětu Bakalářský
Rok studia nespecifikován
Semestr Zimní
Počet ECTS kreditů 5
Vyučovací jazyk Čeština, Angličtina
Statut předmětu nespecifikováno
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Dostupnost předmětu Předmět je nabízen přijíždějícím studentům
Vyučující
  • Dolinay Jan, Ing. Ph.D.
Obsah předmětu
Témata: 1. Základní pojmy z mikroprocesorové techniky, číselné soustavy, zobrazování číselných hodnot, logické funkce. Způsoby adresování, formáty instrukcí, rozdělení instrukčního souboru. 2. Funkce a způsob ovládání zásobníkové paměti. Podprogramy a makroinstrukce. Paralelní a sériová komunikace, technické prostředky pro komunikaci na úrovni mikropočítačů. Princip časovačů a čítačů, watchdog. 3. Základní struktura jednočipových mikropočítačů. Mikropočítače NXP, rodina mikropočítačů s mikroprocesorem 68HC08, hardwarová struktura, technické prostředky, komunikace. Přerušovací systém mikroprocesoru 68HC08. Instrukční soubor mikroprocesoru. 4. Mikropočítače NXP Kinetis s jádrem ARM Cortex-M, seznámení s architekturou, přehled hardwarových vlastností. Mikropočítače Kinetis KL25Z, hardwarová struktura, vstupně / výstupní porty, komunikační rozhraní, časovače, A/D převodník. 5. Programování v asembleru, základní pravidla, tvar zdrojového řádku, překladač, direktivy. Způsoby adresování, formáty instrukcí, rozdělení instrukčního souboru. Tvorba základních programových struktur v asembleru. 6. Programování v C-jazyku. Vývojové prostředí. 7. Realizace jednotek pro styk s technologickým procesem. Programová obsluha analogových i diskrétních vstupů a výstupů. Decentralizované systémy řízení, komunikace mezi jednotlivými řídicími počítači v průmyslových podmínkách. 8. Konstrukce hardwarové a softwarové struktury Embedded systémů s různými typy výpočetní techniky. 9. Základní vlastnosti operačních systémů pro práci v reálném čase (RTOS), principy, obecná struktura RTOS. Obecné principy návrhu real-timové aplikace. 10. Přehled operačních systémů umožňující práci v reálném čase a způsoby jejich využití. 11. Struktura konkrétního RTOS. Procesy, plánování přístupu na procesor, přidělování procesoru, datový vektor procesu. 12. Předávání informací mezi procesy, zprávy, schránky, synchronizace běhu procesů, semafory. 13. Uživatelské prostředky pro využití RTOS, služby pro práci s procesy, služby pro práci se zprávami a schránkami, způsob volání služeb, příklady. 14. Začlenění OS RTOS do uživatelského programového systému. Obecná struktura monitorovacího a řídicího systému. Příklady.

Studijní aktivity a metody výuky
Přednášení, Laborování, Cvičení na počítači
  • Domácí příprava na výuku - 25 hodin za semestr
  • Účast na výuce - 35 hodin za semestr
  • Domácí příprava na výuku - 56 hodin za semestr
  • Účast na výuce - 56 hodin za semestr
Předpoklady
Odborné znalosti
U studenta se předpokládají znalosti základů informatiky, programování, fyziky, analogové a číslicové techniky a automatického řízení, které získal studiem studijního programu.
U studenta se předpokládají znalosti základů informatiky, programování, fyziky, analogové a číslicové techniky a automatického řízení, které získal studiem studijního programu.
Výsledky učení
Student je schopen samostatně zpracovat technické dílo středního rozsahu.
Student je schopen samostatně zpracovat technické dílo středního rozsahu.
Vyučovací metody
Cvičení na počítači
Přednášení
Laborování
Laborování
Cvičení na počítači
Přednášení
Hodnotící metody
Ústní zkouška
Ústní zkouška
Známkou
Známkou
Doporučená literatura
  • Barr Michael, Massa Anthony. Programming Embedded Systems with C and GNU Development Tools. 2006. ISBN 978-0-596-00983-0.
  • HASKELL, R. E. Desing of Embedded Systems Using 68HC12/11 Microcontrollers. Prentice-Hall, Inc., USA, 2000. ISBN 0-13-083208-1.
  • Rozehnal, Z. Mikrokontroléry Motorola HC11. Praha : Grada, 2001. ISBN 80-86056-77-5.
  • Srovnal, V. Operační systémy pro řízení v reálném čase. Ostrava : VŠB-TU, 2003. ISBN 80-248-0503-0.
  • VÁŇA, V. ARM pro začátečníky. Praha, BEN ? technická literatura, 2009.
  • Vlach, J. Počítačová rozhraní. Praha : BEN, 2000. ISBN 80-7300-010-5.
  • WANG, K. C. Embedded and real-time operating systems. New York, 2017. ISBN 978-3319515168.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr