Popis předmětu - B3B38VSY

Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
B3B38VSY Vestavné systémy Rozsah výuky:2p+2l
Garanti:Fischer J., Petrucha V. Role:PV Jazyk výuky:CS
Vyučující:Fischer J., Petrucha V. Zakončení:Z,ZK
Zodpovědná katedra:13138 Kreditů:4 Semestr:Z

Anotace:

Předmět je orientován na prostředky, komponenty a řešení vestavných systémů, především s mikrořadiči s jádrem ARM Cortex-M po obvodové a programové stránce i s ohledem na problematiku internetu věcí a "wearable technology". Po úvodních úlohách v rámci lab. cvičení studenti řeší dva menší a následně jeden větší, komplexní projekt vestavného systému (pro monitorování nebo řízení) s mikrořadičem. Tento projekt zahrnuje nejen obvodovou a programovou realizaci, ale i dokumentaci, následnou prezentaci a obhajobu projektu.

Obsah:

Pro praktické seznámení studentů s problematikou vestavných systémů je předmět zabezpečen kity s 32-bitovými mikrořadiči STM32F303 s jádrem ARM Cortex - M4. Každý student bude mít po celý semetr kit k dispozici pro práci v laboratořích i pro svou domácí přípravu. V rámci laboratorní výuky si student sestaví na prototypovém poli vestavný systém s mikrořadičem řady STM32, který bude realizovat funkce sběru dat (DAQ) a číslicové regulace.

Osnovy přednášek:

1. Architektury, funkční bloky mikrořadičem řízeného zařízení
2. Architektura mikrořadičů s jádry ARM
3. Instrukční sada mikrořadiče
4. Metody ladění programu, toolchain
5. Metody optimalizace výkonu
6. Připojování a obsluha paměti, dekodéry, externí sběrnice mikrořadiče
7. Dvoubránová paměť, vícebránová paměť, FIFO
8. Metody vstupu, výstupu a přenosu dat, rozhraní pro internet věcí
9. Přerušení, DMA, přenos dat z obrazových senzorů
10. Programovatelné V/V obvody, čítačové jednotky
11. Sériová rozhraní SPI, I2C, I2S,..., připojení externích periferií
12. Dohlížecí obvody, monitorovací a napájecí obvody
13. Ovládací a zobrazovací prvky, statický a dynamicky řízený zobrazovač
14. Ovládání výkonových akčních prvků

Osnovy cvičení:

V laboratorních cvičeních je orientace na široce rozšířené mikrořadiče s jádrem ARM Cortex M (konkrétně varianty ARM Cortex M3, M4 a M0), které v současnosti implementují desítky předních světových výrobců, seznámení s jejich architekturou, vlastnostmi a způsobem vývoje vestavných systémů s nimi. Každý student má na celý semestr zapůjčen vlastní vývojový kit tak, aby se na úlohy mohl připravovat doma. Nejdříve jsou jednodušší úlohy, které slouží pro seznámení s mikrořadičem, vývojovými nástroji a používaným přístrojovým vybavením laboratoře. Následně studenti řeší (hodnocené - s body započítávanými ke zkoušce) dva menší a následně jeden větší, komplexní projekt vestavného systému (pro monitorování nebo řízení) s mikrořadičem. Ke komplexnímu projektu student nejdříve vypracuje studii (včetně harmonogramu prací), na jejímž základě pokračuje v řešení. V rámci studie navrhne koncepci celého vestavného systému, popíše jeho (plánované) chování, interakci se vstupními a výstupními členy. Řešení projektu zahrnuje nejen programy, návrh potřebných elektronických obvodů a jejich praktickou realizaci, ale i podrobnou zprávu (s uvedením informačních zdrojů - původnost řešení) a obhajobu projektu, které jsou spolu se stupněm splnění zadání projektu (i dodržením harmonogramu) také hodnoceny. Tvorba studie a zprávy má studenta naučit se jasně a srozumitelně písemně vyjadřovat. Použitý vývojový kit je cenově dostupný i pro studenty, takže poznatky z laboratorních cvičení mohou přímo využít i ve svých dalších projektech na FEL.

Literatura:

[1] Martin, T.: Insiders guide STM32, Hitex, 2009. (dostupný - kat. měření, 6 ks)
[2] Yiu, J.: The Definitive Guide to ARM Cortex -M3 Processors, 2013, ISBN-13: 978-0124080829
(Dostupná pro uživatele NTK na http://www.sciencedirect.com.ezproxy.techlib.cz/science/book/9780124080829 +1 ks kat. měření )
[3] ARM: Cortex-M3 Devices, Generic User Guide, ARM DUI 0552A (dostupný WWW.ARM.com)
[4] Brown, G.: Discovering the STM32 Microcontroller - dostupné na http://www.cs.indiana.edu/~geobrown/book.pdf
http://www.st.com/en/microcontrollers/stm32f3-series.html?sc=stm32f3&querycriteria=productId=SS1576

Požadavky:

Webová stránka:

https://moodle.fel.cvut.cz/courses/a3b38mmp https://moodle.fel.cvut.cz/course/view.php?id=943

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr
BPKYR_2016 Před zařazením do oboru PV 5


Stránka vytvořena 20.6.2018 17:47:42, semestry: Z,L/2020-1, L/2019-20, L/2018-9, Z,L/2017-8, Z/2018-9, Z/2019-20, 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.