Detail předmětu

Mikroprocesorové a vestavěné systémy

IMP Ak. rok 2024/2025 zimní semestr 6 kreditů

Aktuální akademický rok

Vestavěné systémy, základní pojmy, aplikace. Architektura mikrokontrolérů. Paměťový subsystém. Programovací model, programování ARM jádra mikrokontroléru a využití zásobníku, podsystém přerušení a jehoprogramování. Periferní jednotky na čipu a jejich programování: generátor hodin, časovač, komunikační rozhraní UART, IIC a SPI, analogový a číslicový vstup a výstup. Specifika programování vestavěných systémů v jazyce C.

Garant předmětu

Růžička Richard, doc. Ing., Ph.D., MBA (UPSY)

Koordinátor předmětu

Strnadel Josef, Ing., Ph.D. (UPSY)

Jazyk výuky

česky, anglicky

Zakončení

zápočet+zkouška (písemná)

Rozsah

  • 39 hod. přednášky
  • 6 hod. seminář
  • 8 hod. laboratoře
  • 12 hod. projekty

Bodové hodnocení

  • 51 bodů závěrečná zkouška (písemná část)
  • 19 bodů půlsemestrální test (písemná část)
  • 16 bodů laboratoře
  • 14 bodů projekty

Zajišťuje ústav

Ústav počítačových systémů (UPSY)

Přednášející

Bidlo Michal, doc. Ing., Ph.D. (UPSY)
Růžička Richard, doc. Ing., Ph.D., MBA (UPSY)
Strnadel Josef, Ing., Ph.D. (UPSY)

Cvičící

Bidlo Michal, doc. Ing., Ph.D. (UPSY)
Mrázek Vojtěch, Ing., Ph.D. (UPSY)
Růžička Richard, doc. Ing., Ph.D., MBA (UPSY)
Strnadel Josef, Ing., Ph.D. (UPSY)
Šimek Václav, Ing. (UPSY)

Cíle předmětu

Seznámit studenty s realizací vestavěných systémů mikrokontrolérem, architekturami mikrokontrolérů a integrací mikrokontroléru do systému. Seznámit s činností a použitím 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 včetně základních periferních operací.

Doporučené prerekvizity

Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti

Znalost struktury základní procesorové jednotky (CPU) a souvisejících počítačových obvodů, základů elektroniky a techniky programování počítačů na strojové úrovni. Základní znalosti programování v jazyce C.

Literatura studijní

  • Přednáškové materiály, materiály z democvičení a HW cvičení.

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. Připojení vstupu a výstupu k mikrokontroléru, porty.
  7. Časování, čítače, časovače.
  8. Připojení analogového vstupu a výstupu.
  9. Generování hodin.
  10. Napájení a spotřeba vestavěných systémů.
  11. Praktické aspekty návrhu vestavěných systémů s mikrokontroléry.
  12. Platforma ESP32.
  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 ostatní - projekty, práce

Povinný individuální nebo výjimečně i týmový projekt v rozsahu 12 hodin.

Průběžná kontrola studia

Účast na přednáškách a demonstračních cvičeních v tomto předmětu není kontrolována. Kontrolovanou výukou jsou laboratoře a projekt. Laboratorní cvičení se nenahrazuje s výjimkou řádně doložené a uznané překážky ve studiu a po dohodě s vyučujícím v laboratoři.

V předmětu je hodnoceno:

  • řešení čtyř laboratorních úloh s obhajobou řešení (celkem lze získat až 16 bodů),
  • půlsemestrální písemný test (až 19 bodů),
  • vypracování projektu s povinným odevzdáním do IS za až 14 bodů, přičemž pro získání zápočtu je podmínkou dosažení minimálního hodnocení 5 bodů za projekt,
  • písemná semestrální zkouška za až 51 bodů, podmínkou úspěšného složení zkoušky je získání alespoň 20 bodů z této písemné zkoušky.

 

Rozvrh

DenTypTýdnyMístn.OdDoKapacitaPSKSkupInfo
Čt přednáška 1., 2., 5., 6., 7., 10., 11., 12., 13. výuky D0206 D105 12:0014:50470 3BIT 10 - 19 xx Růžička
Čt přednáška 4., 8. výuky D0206 D105 12:0014:50470 3BIT 10 - 19 xx Bidlo
Čt přednáška 2024-10-03 D0206 D105 12:0014:50470 3BIT 10 - 19 xx Strnadel
Čt přednáška 2024-11-14 D0206 D105 12:0014:50470 3BIT 10 - 19 xx
Čt seminář 1., 4., 6., 7., 9., 12., 13. výuky D0206 D105 15:0015:50470 3BIT 10 - 19 xx
Čt seminář 2., 8. výuky D0206 D105 15:0015:50470 3BIT 10 - 19 xx Šimek
Čt seminář 3., 10. výuky D0206 D105 15:0015:50470 3BIT 10 - 19 xx Strnadel
Čt seminář 5., 11. výuky D0206 D105 15:0015:50470 3BIT 10 - 19 xx Růžička

Zařazení předmětu ve studijních plánech

Nahoru