Název:

Mikroprocesorové a vestavěné systémy

Zkratka:IMPe
Ak.rok:2011/2012
Semestr:letní
Studijní plán:
ProgramOborRočníkPovinnost
IT-BC-1HBCH-volitelný
IT-MGR-1HMGH-volitelný
Vyučovací jazyk:angličtina
Informace pro zapsané:http://www.fit.vutbr.cz/study/courses/IMPe/private/
Kredity:6 kreditů
Ukončení:zkouška (písemná)
Výuka:
hod./sempřednáškasem./cvičenílab. cvičenípoč. cvičeníjiná
Rozsah:2668012
 zkouškatestycvičenílaboratořeostatní
Body:551501614
Garant:Schwarz Josef, doc. Ing., CSc., UPSY
Přednášející:Strnadel Josef, Ing., Ph.D., UPSY
Cvičící:Strnadel Josef, Ing., Ph.D., UPSY
Šimek Václav, Ing., UPSY
Fakulta:Fakulta informačních technologií VUT v Brně
Pracoviště:Ústav počítačových systémů FIT VUT v Brně
Prerekvizity: 
Asemblery (IAS), UITS
Návrh počítačových systémů (INP), UPSY
Navazující:
Periferní zařízení (IPZ), UPSY
 
Cíle předmětu:
Seznámit studenty s architekturami  mikrokontrolérů. Seznámit s činností jejich jednotlivých podsystémů a to zejména: CPU-programovací model, flash paměť, podsystém přerušení, běžný a diagnostický časovač, modul reálného času RTC, nízkopříkonové režimy, rozhraní SCI, SPI, IIC, USB, AD převodník. Naučit studenty základní sortiment instrukcí a jejich aplikaci při návrhu a ladění programů v  jazyce symbolických instrukcí. Seznámit studenty se  zásadami a technikami programování ve vyšším programovacím jazyce C a s problematikou návrhu vestavěných systémů.
Anotace:
Vestavěné systémy, základní pojmy, aplikace. Architektura mikrokontrolérů. Paměťový subsystém. Programovací model, programování v jazyku symbolických instrukcí. Soubor instrukcí a pseudoinstrukcí. Využití zásobníku. Podsystém přerušení a jeho programování. Periferní jednotky na čipu a jejich programování: generátor hodin, běžný a diagnostický časovač, rozhraní SCI, IIC, SPI, USB, AD převodník, obvod reálného času RTC, nízkopříkonové režimy. Specifika programování vestavěných systémů v jazyce C.
Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti:
Obecná znalost architektury a principu činnosti skalárního procesoru (CPU), počítače a technik programování v jazyce symbolických instrukcí. Základní znalost programování v jazyce C.
Získané dovednosti, znalosti a kompetence:
  • 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 asembleru a jazyce C.
Osnova přednášek:
  1. Úvod do vestavěných systémů.
  2. CPU a periferie na čipu HC08/HCS08. 
  3. Podsystém přerušení.
  4. Komunikační rozhraní SCI, SPI, IIC.
  5. Rozhraní USB.
  6. Časovací obvody. Systémové hodiny, obvod RTC a COP.
  7. A/D převodník, displej, klávesnice.
  8. Programování vestavných aplikací v jazyce C.
  9. Vestavné systémy pro řízení kritických aplikací.
  10. Vestavné operační systémy pro práci v reálném čase.
  11. Přehled mikrokontrolérů. 
  12. Aplikace mikrokontrolérů ve fuzzy systémech. 
Osnova laboratorních cvičení:
  1. Komunikace přes SCI rozhraní
  2. Obsluha tlačítek pomocí KBI modulu
  3. Generování PWM signálu s využitím časovače
  4. Aplikace založená na AD převodníku
Osnova počítačových cvičení:
  1. Instrukční sada HCS08.
  2. Základy programování v asembleru.
  3. Pokročilé programování v asembleru.
  4. Simulátor periferií.
  5. Podpora návrhu časově kritických aplikací.
  6. Případové studie vestavných aplikací.
Osnova ostatní - projekty, práce:
  1. Individuální projekt v rozsahu 12 hodin.
Literatura referenční:
  1. Materiály publikované fy Freescale
  2. Predko, M.: "Handbook of Microcontrollers",McGraw-Hill, ISBN 0079137164, 1998.
Literatura studijní:
  1. Přednáškové materiály
  2. S08 Product Summary Page [on-line]. Dokument dostupný z http://www.freescale.com/webapp/sps/site/prod_summary.jsp?code=S08JM&fpsp=1&tab=Documentation_Tab
Kontrolovaná výuka:
Kontrolována je účast a aktivita během přednášek, cvičení, laboratoří a prací na projektu. Veškeré úkoly musí být odevzdány do daných termínů; pozdní odevzdání úkolů je hodnoceno 0 body.
Průběžná kontrola studia:
  • 4 laboratorní úlohy s obhajobou a odevzdáním do IS v daném termínu (až 16 bodů, z toho: 8 bodů za funkčnost řešení, 4 body za kvalitu zpracování, 4 body za kvalitu obhajoby řešení)
  • 1 půlsemestrální písemný test (až 15 bodů)
  • 1 projekt s obhajobou a odevzdáním do IS v daném termínu (až 14 bodů, z toho: 7 bodů za funkčnost řešení, 4 body za kvalitu zpracování, 3 body za kvalitu obhajoby řešení)
Podmínky zápočtu:
Bez podmínek.