Popis předmětu - A4M38AVS

Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
A4M38AVS Aplikace vestavných systémů Rozsah výuky:2P+2L
Garanti:  Role:PO,V Jazyk výuky:CS
Vyučující:  Zakončení:Z,ZK
Zodpovědná katedra:13138 Kreditů:6 Semestr:L

Anotace:

Předmět prezentuje typické aplikace vestavných systémů (VS) a jejich specifika. Předpokládá se již zběhlost v programovacích technikách a je proto orientace více na popis a vysvětlení bloků a funkcí VS. Cílem je, aby absolvent kursu získal přehled o funkčních možnostech procesorů a mikrořadičů, jejich výkonu při zpracování signálu, vlastnostech periferních zařízeních a jejich využití v typických oblastech aplikací VS. Znalosti si prakticky ověří v laboratoři při samostatném návrhu aplikace VS v zadaném typu zařízení.

Cíle studia:

Cílem předmětu je poskytnout studentům přehled o funkčních schopnostech, výkonových a periferních zařízeních, vstupních a výstupních blocích, které jim umožní orientovat se ve volbě mikroprocesoru a mikrokontroléru v daném vestavěném systému a jeho následném použití a programování.

Obsah:

Předmět prezentuje typické aplikace vestavných systémů (VS) a jejich specifika. Předpokládá se již zběhlost v programovacích technikách a je proto orientace více na popis a vysvětlení bloků a funkcí VS. Cílem je, aby absolvent kursu získal přehled o funkčních možnostech procesorů a mikrořadičů, jejich výkonu při zpracování signálu, vlastnostech periferních zařízeních a jejich využití v typických oblastech aplikací VS. Znalosti si prakticky ověří v laboratoři při samostatném návrhu aplikace VS v zadaném typu zařízení.

Osnovy přednášek:

1. Oblasti použití a činnosti mikroprocesoru a mikrořadiče ve vestavném systému, požadavky
2. Přehled mikroprocesorů a mikrořadičů používaných ve vest. syst., kritéria pro výběr typu
3. Aplikace mikrořadičů s 8-bitovou architekturou v "hluboce" vestavěných systémech
4. Přehled mikrořadičů s 32-bitovou architekturou ARM7, ARM9, Cortex M3
5. Vstupy a výstupy analogových a log. signálů (filtrace, ochrany, převodníky A/D, D/A, optické oddělení)
6. Signálové procesory pro vestavěné systémy, specializované bloky a funkce, možnosti, výkon
7. Přehled základních metod zpracování signálů a jejich implementace ve vest. systémech
8. Vstupy obrazového signálu (připojení CMOS obr. senzoru, videokodek), využití řadiče DMA
9. Návrh vest. systému s více mikrořadiči, spolupráce, rozdělení úkolů, kontrola funkce
10. Způsob návrhu a prostředky pro zajištění spolehlivé funkce vest. syst. odolného vůči chybám
11. Přehled aplikací vestavěných systémů v průmyslové a automobilní elektronice
12. Použití vestavěného systému v komunikačním zařízení
13. Příkladová studie - návrh systému pro spotřební elektroniku (snímání a zpracování obrazu)
14. Příkladová studie - návrh systému s CPU - ARM7, ARM9 pro monitorování a sběr dat

Osnovy cvičení:

1. Konfigurace GPIO a časovače na procesoru ARM STM32F2xx
2. Komunikace přes UART rozhraní
3. Využit rotačního enkodéru pro ovládání aplikace, řízení plně grafického LCD a tvorba vlastní knihovny
4. Dokončení úlohy z minula - řízení grafické LCD a tvorba vlastní knihovny
5. Využití A/D a D/A převodníku na procesoru ARM STM32F2xx
6. Ovládání dvouosého akcelerometru
7. Využití rozhraní Ethernet pro vzdálený přístup
8. Implementace algoritmu DDS
9. Návrh a implementace číslicových filtrů (FIR)
10. Řešení individuálního projektu
11. Řešení individuálního projektu
12. Řešení individuálního projektu
13. Řešení individuálního projektu
14. Odevzdání individuálního projektu, prezentace projektů, hodnocení, udělení zápočtů

Literatura:

[1] Yiu J.: The Definitive Guide to ARM? Cortex -M3 and Cortex-M4 Processors, Newnes
[2] Balch, M.: COMPLETE DIGITAL DESIGN. A Comprehensive Guide to Digital Electronics and Computer System Architecture, McGRAW-HILL

Požadavky:

Základní znalost programovacího jazyka C/C++

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 14p+6l, stránky: https://moodle.fel.cvut.cz/course/view.php?id=410

Webová stránka:

https://moodle.fel.cvut.cz/courses/A4M38AVS

Klíčová slova:

Vestavěné systémy, architektura ARM CORTEX M3 procesorů, číslicové zpracování signálů, komunikační rozhraní, uživatelské rozhraní, periferní obvody vestavěných systémů

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán Obor Role Dop. semestr
MPIB Před zařazením do oboru V
MPKME1 Bezdrátové komunikace V 4
MPKME5 Komunikační systémy V 4
MPKME4 Sítě elektronických komunikací V 4
MPKME3 Elektronika V 4
MPKME2 Multimediální technika V 4
MPOI2 Počítačové inženýrství PO 4
MPEEM1 Technologické systémy V 4
MPEEM5 Ekonomika a řízení elektrotechniky V 4
MPEEM4 Ekonomika a řízení energetiky V 4
MPEEM3 Elektroenergetika V 4
MPEEM2 Elektrické stroje, přístroje a pohony V 4
MPKYR4 Letecké a kosmické systémy V 4
MPKYR1 Robotika V 4
MPKYR3 Systémy a řízení V 4
MPKYR2 Senzory a přístrojová technika V 4


Stránka vytvořena 13.12.2019 17:50:30, semestry: Z,L/2020-1, L/2018-9, Z,L/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.