ČeskyEnglish

Popis předmětu - A2M99MAM

Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
A2M99MAM Mikroprocesory a mikropočítače Rozsah výuky:2+2L
Garanti:Skalický P. Role:P,V Zakončení:Z,ZK
Vyučující:Máša P., Skalický P.
Zodpovědná katedra:13131 Kreditů:6 Semestr:L

Anotace:

Cílem předmětu je seznámit studenty s vlastnostmi mikroprocesorových systémů, naučit je používat interní periferie procesoru, připojit externí obvody ke sběrnici procesoru a realizovat rozšíření paměťového nebo vstupně/výstupního prostoru. Naučit studenty vytvořit jednoduché programy v jazyce symbolických adres, v jazyce C a kombinaci obou jazyků. Po absolvování předmětu by měl student umět navrhnout a zrealizovat jednodušší mikroprocesorový systém včetně připojení nezbytných periferií a realizace potřebného programového vybavení.

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: AD2M99MAM

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: A2M99MAM

Cíle studia:

Cílem předmětu je seznámit studenty s vlastnostmi mikroprocesorových systémů, naučit je používat interní periferie procesoru, připojit externí obvody ke sběrnici procesoru a realizovat rozšíření paměťového nebo vstupně/výstupního prostoru. Naučit studenty vytvořit jednoduché programy v jazyce symbolických adres, v jazyce C a kombinaci obou jazyků. Po absolvování předmětu by měl student umět navrhnout a zrealizovat jednodušší mikroprocesorový systém včetně připojení nezbytných periferií a realizace potřebného programového vybavení.

Osnovy přednášek:

1. Funkce mikroprocesorového systému a základní architektury, uložení programu v paměti, možnosti vývoje programů.
2. Funkce základních částí klasického mikroprocesorového systému, architektury jednočipových, signálových (i VLIW) procesorů, metody zvyšování výpočetního výkonu.
3. Standardní přerušovací systém a jeho modifikace u signálových a jednočipových procesorů, výpočetní výkon a přerušení, programování přerušovacího systému.
4. Hlídací a podpůrné obvody procesorů, čítače a jejich modifikace, použití podpůrných obvodů.
5. Paměti (volatelní a nevolatelní, ROM, RAM, RAM se zálohováním, EPROM, EEPROM, Flash, FRAM, PRAM), paralelní a sériové připojení, rekonfigurace pamětí a jejich časování v systému, programová obsluha.
6. Vstupy a výstupy jednočipových procesorů, rozšíření a obsluha V/V, zobrazovací jednotky, klávesnice. Vývojové prostředky pro vývoj zařízení s mikroprocesorem (monitor, RTOS, multitasking).
7. Architektury multiprocesorových soustav, multiprocesorová komunikace a protokoly, komunikační sběrnice RS422,RS485.
8. Komunikační sběrnice RS232, Přístrojové sběrnice SPI, I2C, MicroWire, 1-Wire, CAN bus
9. Sběrnice USB, IEEE-1394, PCI-e.
10. Paměti FLASH, DRAM a jejich časování. Paměti cash - princip a uspořádání.
11. Práce s pevnou a pohyblivou řádovou čárkou, implementace aritmetických operací.
12. Architektura PC - historický vývoj, současné trendy. Mikroinstrukce, uspořádání pamětí, připojení vnějších periferií.
13. Adresový a vstupně/výstupní prostor PC, adresové mody, přerušovací systém, úlohy s velkým počtem přerušení. Multitasking, událostní programování.
14. Základní programovací metody, synchronizace procesů a vláken (semafor, kritická sekce, mutex).

Osnovy cvičení:

Program cvičení MAM 8051 / AVR
1. Organizace cvičení, bezpečnost práce v laboratoři, seznámení s vývojovým prostředím (Keil μVision3 a vývojovým kitem 80C552 / Atmel Studio 6.1 a vývojovou deskou), možnostmi vývoje programu
2. Jednoduchý program v C / ASM.
3. Samostatná úloha č. 1.
4. Samostatná úloha č. 2.
5. Propojení jazyka C s podprogramem nebo dílčí částí napsanou v Asembleru.
6. Samostatná úloha č. 3.
7. Samostatná úloha č. 4.
8. Test č. 1. Rozbor úlohy č. 5.
9. Úloha č. 5.
10. Připojení pamětí a externích periferií ke společné sběrnici (seminář).
11. Samostatná úloha č. 6.
12. Test č. 2.
13. Rezerva pro dokončení úloh, zápočet.

Literatura:

[1] Davídek,V., Sovka, P.: Číslicové zpracování signálů a implementace, Vydavatelství ČVUT, Praha 2002
[2] Skalický, P.: Mikroprocesory řady 8051, rozšířené vydání, 144 s., BEN, Praha, 2001
[3] Skalický P.: Aplikace signálových procesorů, Vydavatelství ČVUT, Praha 2003, str.136
[4] Skalický, P.: Aplikace signálových procesorů - cvičení. Praha : Vydavatelství ČVUT, Praha 2003, 116 s [5] Sedláček, M.: Zpracování signálů v měřící technice, Vydavatelství ČVUT, Praha 1999
[6] Gook M.: Hardwarová rozhraní Průvodce programátora, Computer Press Brno, 2006, ISBN 80-251-1019-2
[7] Messmer H.-P., Dembowski K.: Velká kniha hardware, CP Books, Brno, 2005, ISBN 80-251-0416-8
[8] Materiály k přednáškám a cvičení 8051: http://moodle.kme.fel.cvut.cz
[9] Informace a dokumentace k AVR jasou na: http://www.atmel.com/products/AVR/

Požadavky:

Předpokládáme, že student bude umět realizovat kombinační obvod v různých modifikacích s logickými členy, multiplexery, pamětmi a PLD a vypočítat jeho časové zpoždění. Navrhne a zanalyzuje logické chování jednoduchého sekvenčního obvodu, vypočítá jeho maximální hodinový kmitočet. Bude znát časové parametry pro správnou činnost paměťových členů, pamětí a chování základních sekvenčních obvodů registrů, čítačů, posuvných registrů.

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 14p+6c

Webová stránka:

https://moodle.fel.cvut.cz/courses/A2M99MAM

Klíčová slova:

Mikroprocesor, adresování, paměti, přerušení, připojení periferií, multiprocesorové systemy a komunikace, ekonomický návrh a realizace

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr
MPIB Před zařazením do oboru V
MPEEM5 Ekonomika a řízení elektrotechniky V 2
MPEEM4 Ekonomika a řízení energetiky V 2
MPEEM2 Elektrické stroje, přístroje a pohony V 2
MPEEM1 Technologické systémy V 2
MPEEM3 Elektroenergetika V 2
MPKME1 Bezdrátové komunikace P 2
MPKME2 Multimediální technika P 2
MPKME5 Komunikační systémy P 2
MPKME3 Elektronika P 2
MPKME4 Sítě elektronických komunikací P 2
MPKYR4 Letecké a kosmické systémy V 2
MPKYR1 Robotika V 2
MPKYR2 Senzory a přístrojová technika V 2
MPKYR3 Systémy a řízení V 2


Stránka vytvořena 22.9.2017 17:47:52, semestry: L/2016-7, Z,L/2017-8, Z/2018-9, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)
Za obsah odpovídá: doc. Ing. Ivan Jelínek, CSc.