Název:

Mikroprocesorové a vestavěné systémy

Zkratka:IMP
Ak.rok:2017/2018
Semestr:zimní
Studijní plán:
ProgramOborRočníkPovinnost
IT-BC-3BIT3.povinný
Vyučovací jazyk:čeština
Informace pro zapsané:http://www.fit.vutbr.cz/study/courses/IMP/private/
Kredity:6 kreditů
Ukončení:zápočet+zkouška (písemná)
Výuka:
hod./sempřednáškasem./cvičenílab. cvičenípoč. cvičeníjiná
Rozsah:3968012
 zkouškatestycvičenílaboratořeostatní
Body:511901614
Garant:Růžička Richard, doc. Ing., Ph.D., MBA, UPSY
Přednášející:Bidlo Michal, Ing., Ph.D., UPSY
Růžička Richard, doc. Ing., Ph.D., MBA, UPSY
Strnadel Josef, Ing., Ph.D., UPSY
Cvičící:Bidlo Michal, Ing., Ph.D., UPSY
Crha Adam, Ing., UPSY
Mrázek Vojtěch, Ing., UPSY
Nevoral Jan, Ing., UPSY
Růžička Richard, doc. Ing., Ph.D., MBA, UPSY
Strnadel Josef, Ing., Ph.D., UPSY
Šimek Václav, Ing., UPSY
Vašíček Zdeněk, doc. Ing., Ph.D., UPSY
Wiglasz Michal, Ing., UPSY
Fakulta:Fakulta informačních technologií VUT v Brně
Pracoviště:Ústav počítačových systémů FIT VUT v Brně
Prerekvizity: 
Návrh počítačových systémů (INP), UPSY
Programování na strojové úrovni (ISU), UITS
Navazující:
Periferní zařízení (IPZ), UPSY
Rozvrh:
DenVýukaTýdenMístnostOdDoPSKSk-odSk-do
Popoč. labvýukyL30609:0010:503BIT
Popoč. labvýukyL30611:0012:503BIT
Popoč. labvýukyL30613:0014:503BIT
Útpoč. labvýukyL30608:0009:503BIT
Útpoč. labvýukyL30610:0011:503BIT
Stpoč. labvýukyL30610:0011:503BIT
Stpoč. labvýukyL30614:0015:503BIT
Čtpoč. labvýukyL30609:0010:503BIT
Čtpoč. labvýukyL30611:0012:503BIT
Čtpoč. labvýukyL30613:0014:503BIT
přednáškavýukyD10510:0012:503BIT
přednáškavýukyD020610:0012:503BIT
cvičení - demonstrační cvičenívýukyD020613:0013:503BIT
 
Cíle předmětu:
  Seznámit studenty s realizací vestavěných systémů mikrokontrolérem a architekturami mikrokontrolérů. Seznámit s činností jejich jednotlivých podsystémů a to zejména: CPU-programovací model, flash paměť, časovač, podsystém přerušení, komunikační rozhraní, AD převodník. Naučit studenty zásady a techniky programování vestavěných systémů ve vyšším programovacím jazyce C.
Anotace:
  Vestavěné systémy, základní pojmy, aplikace. Architektura mikrokontrolérů. Paměťový subsystém. Programovací model, programování ARM jádra mikrokontroléru. Využití zásobníku. Podsystém přerušení a jeho programování. Periferní jednotky na čipu a jejich programování: generátor hodin, časovač, komunikační rozhraní UART, IIC a SPI, analogový a číslicový vstup a výstup, obvod reálného času RTC. Specifika programování vestavěných systémů v jazyce C.
Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti:
  Znalost struktury základní procesorové jednotky (CPU) a souvisejících počítačových obvodů, základů elektroniky a techniky programování počítačů na strojové urovni. Základní znalosti programování v jazyce C.
Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu:
  
  • Studenti jsou obeznámeni s obecnou strukturou mikrokontrolérů a technikami návrhu vestavěných systémů.
  • Studenti jsou schopni vytvořit a odladit podprogramy a inicializační rutiny pro jednotlivé periferní obvody. Umí používat  základní techniky ladění aplikačních programů vytvořených v jazyce C.
Dovednosti, znalosti a kompetence obecné:
  Pochopení specifik návrhu vestavěných systémů s využitím mikrokontrolérů a technik ladění aplikací.
Osnova přednášek:
 
  1. Úvod do vestavěných systémů.
  2. Jádro ARM pro mikrokontroléry.
  3. Paměť mikrokontrolérů, přerušení.
  4. Programování v jazyce C.
  5. Komunikační rozhraní.
  6. Programování FITkitu.
  7. Připojení vstupu a výstupu k mikrokontroléru, porty.
  8. Časování, čítače, časovače.
  9. Připojení analogového vstupu a výstupu.
  10. Generování hodin.
  11. Napájení a spotřeba vestavěných systémů.
  12. Praktické aspekty návrhu vestavěných systémů s mikrokontroléry.
  13. Systémy reálného času.
Osnova laboratorních cvičení:
 
  1. Seznámení s laboratorním kitem, sériová komunikace.
  2. Číslicový vstup/výstup.
  3. Programování časovače, PWM.
  4. Analogový vstup.
Osnova počítačových cvičení:
 
  1. Programování mikrokontroléru.
  2. Laboratorní kit - použití, zapojení, programování.
  3. Kit Minerva - přehled možností a využití.
  4. Vývojové prostředky pro vestavěné systémy s mikrokontroléry.
  5. Ladicí rozhraní mikrokontrolérů.
  6. Návrh časově kritických aplikací.
Osnova ostatní - projekty, práce:
 
  • Povinný individuální nebo týmový projekt v rozsahu 12 hodin.
Literatura referenční:
 
Literatura studijní:
 
Kontrolovaná výuka:
  Účast na přednáškách a demonstračních cvičeních v tomto předmětu není kontrolována. Kontrolovanou výukou jsou laboratoře a projekt.
Průběžná kontrola studia:
  
  • laboratorní úlohy s obhajobou 
  • půlsemestrální písemný test
Podmínky zápočtu:
  Vypracování projektu s povinným odevzdáním do IS a dosažením minimálního hodnocení 5 bodů.