352-0549/02 – Real-time systémy v mechatronice (RTOS)

Garantující katedraKatedra automatizační techniky a řízeníKredity4
Garant předmětuIng. David Fojtík, Ph.D.Garant verze předmětuIng. David Fojtík, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
Ročník2Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2013/2014Rok zrušení
Určeno pro fakultyFSUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
FOJ74 Ing. David Fojtík, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Klasifikovaný zápočet 2+2
kombinovaná Klasifikovaný zápočet 10+4

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Předmět se zabývá problematikou a prostředky systémů reálného času. Zaměřuje se na řídicí prvky systémů reálného času a způsoby jejich programování. V rámci předmětu se studenti postupně seznámí s vlastnostmi a způsobem programování obvodů FPGA a mikrokontrolerů ARM Cortex-M včetně vývoje aplikací pod operačními systémy reálného času, jako jsou FreeRTOS a CMSIS-RTOS API (RTX).

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)

Anotace

Předmět se zabývá problematikou a prostředky systémů reálného času. Zaměřuje se na řídicí prvky systémů reálného času a způsoby jejich programování. V rámci předmětu se studenti postupně seznámí: • s vlastnostmi a způsobem programování obvodů FPGA prostřednictvím jazyka VHDL, • s vlastnostmi a způsobem programování mikrokontrolerů ARM Cortex-M prostřednictvím jazyka C/C++ • a vývojem aplikací pod operačními systémy reálného času FreeRTOS a CMSIS-RTOS API (RTX). Výuka se zaměřuje na praktická řešení v rámci programování jednoduchých demonstračních úloh.

Povinná literatura:

KRÁL, Jiří. Řešené příklady ve VHDL: hradlová pole FPGA pro začátečníky. Praha: BEN - technická literatura, 2010. ISBN 978-80-7300-257-2. VÁŇA, Vladimír. ARM pro začátečníky. Praha: BEN - technická literatura, 2009. ISBN 978-80-7300-246-6. BARRY, Richard. Using the FreeRTOS real time Kernel: Richard Barry. Bristol: Real Time Engineers, c2010. ISBN 978-1-4461-6914-8.

Doporučená literatura:

STMICROELECTRONICS. PM0214 Programming manual: STM32F3 Series, STM32F4 Series, STM32L4 Series and STM32L4+ Series Cortex®M4 programming manual. GENEVA, Switzerland, 2017. Dostupné také z: http://www.st.com/resource/en/programming_manual/dm00046982.pdf STMICROELECTRONICS. RM0090 Reference manual. GENEVA, Switzerland, 2017. Dostupné také z: http://www.st.com/resource/en/reference_manual/dm00031020.pdf SILBERSCHATZ, Abraham., Peter B. GALVIN a Greg. GAGNE, 2013]. Operating system concepts. Ninth edition. Hoboken, NJ: Wiley. ISBN 978-1-118-06333-0. GMBH, ARM Germany, 2017. Getting Started with MDK Version 5. Grasbrunn, Germany. Dostupné také z: http://www2.keil.com/docs/default-source/default-document-library/mdk5-getting-started.pdf

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Studenti vypracují a obhájí dva individuálně řešené projekty.

E-learning

http://lms.vsb.cz

Další požadavky na studenta

Student musí vypracovat samostatné projekty.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

1. Systémy reálného času. Charakteristika, prvky a prostředky systémů reálného času 2. Obvody FPGA, vlastnosti a způsoby programování. Úvod do jazyka VHDL 3. VHDL, tvorba komponent a architektury, porty, signály a proměnné. 4. VHDL, tři způsoby popisu, řízení toku sekvencí. 5. VHDL, časování, tlačítka, ladění a simulace obvodu. 6. Úvod do architektury MCU ARM Cortex-M4, STM32 vývojové nástroje 7. General-purpose input/output (GPIO) a konfigurace systémových hodin (SYSCLK). 8. Správa a konfigurace přerušení, návrh programu s přerušením, externí přerušení, NVIC, EXTI, ISR. 9. Základní práce s časovači a čítači, časovač jako zdroj periodické přerušení, SysTick. 10. Pokročilé operace s časovači, programování PWM. 11. Úvod do sériové komunikace USART,I2C,SPI. 12. FreeRTOS a RTX, Správa vláken a jejich synchronizace. 13. FreeRTOS a RTX, Správa paměti a front. 14. FreeRTOS a RTX, Správa přerušení a časování.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2013/2014 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Klasifikovaný zápočet Klasifikovaný zápočet 100  51
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2019/2020 (N2301) Strojní inženýrství (3902T004) Automatické řízení a inženýrská informatika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2019/2020 (N2301) Strojní inženýrství (3902T004) Automatické řízení a inženýrská informatika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (N2301) Strojní inženýrství (3902T004) Automatické řízení a inženýrská informatika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (N2301) Strojní inženýrství (3902T004) Automatické řízení a inženýrská informatika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (N2301) Strojní inženýrství (3902T004) Automatické řízení a inženýrská informatika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (N2301) Strojní inženýrství (3902T004) Automatické řízení a inženýrská informatika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (N2301) Strojní inženýrství (3902T004) Automatické řízení a inženýrská informatika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (N2301) Strojní inženýrství (3902T004) Automatické řízení a inženýrská informatika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (N2301) Strojní inženýrství (3902T004) Automatické řízení a inženýrská informatika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (N2301) Strojní inženýrství (3902T004) Automatické řízení a inženýrská informatika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2013/2014 (N2301) Strojní inženýrství (3902T004) Automatické řízení a inženýrská informatika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2013/2014 (N2301) Strojní inženýrství (3902T004) Automatické řízení a inženýrská informatika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku