Detail předmětu

Periferní zařízení

IPZ Ak. rok 2024/2025 letní semestr 4 kredity

Aktuální akademický rok

Principy konstrukce a řízení periferních zařízení, komunikace s procesorem. I/O sběrnice: komunikace na sběrnici, principy přidělování sběrnice, obsluha přerušení. Přehled rozhraní periferních zařízení. UART, I2C, SPI, OneWire. Paměťová rozhraní. Kamerová rozhraní. Audio a video rozhraní. USB. CAN. Drátová vs. bezdrátová komunikace. V průběhu laboratorních cvičení je vytvářeno robotické zařízení s vývojovou deskou Raspberry Pi 4B (programování v Python) a řadou periferních zařízení, kterých rozhraní jsou postupně probírána na přednáškách. Student tak prakticky aplikuje teoretické dovednosti.

Garant předmětu

Zachariášová Marcela, Ing., Ph.D. (UPSY)

Koordinátor předmětu

Bidlo Michal, doc. Ing., Ph.D. (UPSY)

Jazyk výuky

česky, anglicky

Zakončení

zkouška (písemná)

Rozsah

  • 24 hod. přednášky
  • 16 hod. laboratoře

Bodové hodnocení

  • 60 bodů závěrečná zkouška
  • 40 bodů laboratoře

Zajišťuje ústav

Ústav počítačových systémů (UPSY)

Přednášející

Bidlo Michal, doc. Ing., Ph.D. (UPSY)
Zachariášová Marcela, Ing., Ph.D. (UPSY)

Cvičící

Bidlo Michal, doc. Ing., Ph.D. (UPSY)
Zachariášová Marcela, Ing., Ph.D. (UPSY)

Cíle předmětu

Seznámit studenty se základy konstrukce moderních periferních zařízení, jejich rozhraními pro komunikaci s počítačem a řízení.

Doporučené prerekvizity

Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti

Základy návrhu číslicových systémů, základy programování.

Literatura referenční

  • Douglas Comer: Essentials of Computer Architecture, Second Edition, CRC Press, 2017 
  • Jan Axelson: USB Complete: The Developer's Guide, Fifth Edition, 2015, ISBN‎ 978-1931448284, 524 stran
  • Simon Monk: Programming the Raspberry Pi, Getting Started with Python, McGraw Hill TAB; 3rd edition, 2021, ISBN 126425735X, 192 stran
  • Shenouda Dawoud: Serial Communication Protocols and Standards, River Publishers; 1st edition, 2022, 531 stran, ISBN: 8770221545

Osnova přednášek

  1. Úvod, od UART k USB.
  2. Řízení pohybu.
  3. Rozhraní UART, SPI.
  4. Rozhraní I2C, OneWire.
  5. Paměťová periferie.
  6. Kamerová rozhraní.
  7. Rozhraní pro video výstup.
  8. Audio rozhraní.
  9. Sběrnice USB, 1. část.
  10. Sběrnice USB, 2. část.
  11. Sběrnice CAN.
  12. Bezdrátová komunikace.

Osnova laboratorních cvičení

  1. Představení robotického asistenta s Raspberry Pi, oživení, detekce pohybu.
  2. Monitoring prostředí (měření teploty přes 1-wire, záznam do paměti s I2C).
  3. Programování řízení pohybu robota (DC motor, servomotor).
  4. Monitoring prostředí pomocí mikrokamery.
  5. Zpracování videozáznamu z kamery, streaming.
  6. Řízení robota pomocí USB periferie, 1. část
  7. Řízení robota pomocí USB periferie, 2. část
  8. Bezdrátové řízení přes rozhraní Bluetooth.

Průběžná kontrola studia

  • Laboratorní cvičení: 40 bodů.
  • Minimum bodů za aktivity během semestru není stanoveno.
  • Závěrečná zkouška: 60 bodů.

Způsob kontaktu s vyučujícím

  • Výuka, laboratorní cvičení. 
  • Email. 
  • Konzultace. 

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BIT, 1. ročník, volitelný
  • Program BIT (anglicky), 1. ročník, volitelný
Nahoru