450-4012/01 – Vestavěné řídicí systémy (VRS)

Garantující katedraKatedra kybernetiky a biomedicínského inženýrstvíKredity4
Garant předmětudoc. Ing. Michal Prauzek, Ph.D.Garant verze předmětudoc. Ing. Michal Prauzek, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostvolitelný odborný
RočníkSemestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2010/2011Rok zrušení
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
PRA132 doc. Ing. Michal Prauzek, Ph.D.
STA048 Ing. Martin Stankuš, Ph.D.
VIT0083 Ing. Martin Vitásek
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 2+12

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Cílem předmětu je seznámit studenty s mikrokontroléry a jejich periferiemi v návaznosti na implementaci této technologie do vestavěných řídicích systémů. Obsahem jednotlivých přednášek a cvičení je učivo týkající se samotného mikrokontroléru a detailně jeho periferií. Po absolvování předmětu jsou studenti schopni zvolit pro řešený úkol vhodné technické prostředky, programovat mikrokontrolér a konfigurovat jeho periferie, což umožní implementovat zadané algoritmy řízení.

Vyučovací metody

Přednášky
Individuální konzultace
Experimentální práce v laboratoři
Projekt

Anotace

Předmět se zabývá uplatněním mikrokontrolérů v aplikacích vestavných řídicích systémů. V předmětu je popsána architektura vybraného mikrokontroléru a současně jsou popsány periferie, které daný mikrokontrolér obsahuje. Jedná se o zejména o prostředky číslicového a analogového spojení s okolím, možnosti časování, komunikace a dalších pokročilých periferií. Náplní cvičení je pak zvládnutí technických prostředků a programování mikrokontrolérů s jádrem ARM Cortex M.

Povinná literatura:

Dean, Alexander G. Embedded systems fundamentals with ARM Cortex-M based microcontrollers : a practical approach. Cambridge: ARM Education Media, 2017. Berger, A. Embedded systems design. Vyd. 1. San Francisco: CMP Books, 2002, 237 s. ISBN 1-57820-073-3.

Doporučená literatura:

Zhu, Yifeng. Embedded Systems with ARM® Cortex-M3 Microcontrollers in Assembly Language and C. E-Man Press, LLC, 2014. Ganguly, Amar K. Embedded Systems : Design, Programming and Applications. Oxford: Alpha Science International Ltd, 2014

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Průběžná kontrola studia: písemka samostatný projekt Podmínky udělení zápočtu: Student je klasifikován na základě 1 testu, za 5-10 bodů, a samostatného projektu za 5-30 bodů. Zápočet od 14.týdne. Podmínkou udělení zápočtu je dosažení min. 10 bodů , max. lze získat 40 bodů . Zkouška - Písemná část - závěrečný test - 20 - 40 bodů. Ústní část 10 - 20 bodů. Celkové hodnocení 51 - 100 bodů dle studijního řádu.

E-learning

Další požadavky na studenta

Žádné další požadavky na studenta nejsou kladeny

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: 1. Vestavěné řídicí systémy: základní specifikace, současné trendy. Srovnání HW a SW realizace logických funkcí. Programovatelné logické obvody PAL, GAL. Architektura obvodů FPGA. 2. Použití mikrořadiče Freescale HC12 v řídicích systémech. Architektura, programátorský model, paměťový subsystém, periferní obvody. 3. Komunikační sběrnice CAN a LIN. Popis komunikačního protokolu, vlastnosti, možnosti využití. 4. Komunikační rozhraní SPI a I2C. Popis komunikačního protokolu, vlastnosti, možnosti využití.. 5. Použití mikrořadičů Freescale M-CORE, M68332, Atmel AVR v řídicích systémech: Architektura, programátorský model, paměťový subsystém. 6. Operační systémy pro embedded aplikace. Operační systémy reálného času. 7. Technické prostředky pro číslicové zpracování signálů. Signálové procesory, DSP aplikace v obvodech FPGA. 8. Komunikace ve vestavěných řídicích systémech. USB, FireWire, IR přenos. 9. Bezdrátová komunikace ve vestavěných řídicích systémech. Systémy RF, DECT, Bluetooth, WiFi. 10. Analogové a číslicové periferní obvody vestavěných řídicích systémů. 11. Ovládání displeje, klávesnice, krokového motoru. 12. Polovodičové paměti vestavěných řídicích systémů. Paměťové obvody, paměťové karty. 13. Napájení vestavěných řídicích systémů. Spínaný zdroj, elektrochemické články, měniče DC/DC. 14. Opakování, příprava na zkoušku. Laboratoře: 1. Bezpečnost práce v laboratoři. Seznámení s vývojovými prostředky pro procesory Freescale HCS12. Jednoduchý program - naprogramování procesoru HCS12 pomocí CodeWarrior a USB Multilink. 2. Ovládání vstupu a výstupu. PWM výstup. 3. Práce s časovačem a přerušením. 4. Vzájemná komunikace procesoru a periferií na vývojové desce. Ovládání displeje a klávesnice. 5. Možnosti použití procesoru pro práci s analogovými signály. A/D a D/A převod. 6. Komunikace v číslicových systémech - sběrnice LIN. 7. Komunikace v číslicových systémech - sběrnice LIN, pokračování. 8. Komunikace v číslicových systémech - sběrnice CAN. 9. Komunikace v číslicových systémech - sběrnice CAN, pokračování. 10. Komunikace v číslicových systémech - sběrnice I2C, SPI. 11. Využití operačního systému ve vestavěných řídicích systémech. 12. Průběžný test znalostí, Samostatná úloha: distribuovaný řídicí systém se sběrnicí LIN/CAN. 13. Samostatná úloha: distribuovaný řídicí systém se sběrnicí LIN/CAN. 14. Předvedení a odevzdání práce na samostatné úloze, udělení zápočtu.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2010/2011 zimní semestr, platnost do: 2011/2012 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100  51
        Zápočet Zápočet  (40)
                Písemka Písemka 10  5
                Projekt Projekt 30  5
        Zkouška Zkouška  (60)
                Zkouška - písemná část Písemná zkouška 40  20
                Zkouška - ústní část Ústní zkouška 20  10
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2019/2020 (N2649) Elektrotechnika (2612T041) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2019/2020 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2019/2020 (N2649) Elektrotechnika (2612T041) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2019/2020 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství K čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2018/2019 (N2649) Elektrotechnika (2612T041) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2018/2019 (N2649) Elektrotechnika (2612T041) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství K čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2017/2018 (N2649) Elektrotechnika (2612T041) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (N2649) Elektrotechnika (2612T041) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství K čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2017/2018 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2016/2017 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství K čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2016/2017 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2016/2017 (N2649) Elektrotechnika (2612T041) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (N2649) Elektrotechnika (2612T041) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství K čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2015/2016 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2015/2016 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (N2649) Elektrotechnika (2612T041) Řídicí a informační systémy K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (N2649) Elektrotechnika (2612T041) Řídicí a informační systémy P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství K čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2014/2015 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2013/2014 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2013/2014 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2013/2014 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2013/2014 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství K čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2012/2013 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2012/2013 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství K čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2012/2013 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2012/2013 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2011/2012 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2011/2012 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství K čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2011/2012 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2011/2012 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství K čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika (01) Exchange Students P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (B2649) Elektrotechnika (2601R004) Měřicí a řídicí technika (01) Exchange Students P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika (01) Exchange Students P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (B2649) Elektrotechnika (3901R039) Biomedicínský technik (01) Exchange Students P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (B2649) Elektrotechnika (3907R001) Elektroenergetika (01) Exchange Students P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika (01) Exchange Students P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika (01) Exchange Students P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika (01) Exchange Students P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie (01) Exchange Students P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2647) Informační a komunikační technologie (1103T031) Výpočetní matematika (01) Exchange Students P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2647) Informační a komunikační technologie (2601T013) Telekomunikační technika (01) Exchange Students P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T059) Mobilní technologie (01) Exchange Students P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika (01) Exchange Students P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2649) Elektrotechnika (2612T015) Elektronika (01) Exchange Students P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2649) Elektrotechnika (3901T009) Biomedicínské inženýrství (01) Exchange Students P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (N2649) Elektrotechnika (3907T001) Elektroenergetika (01) Exchange Students P čeština Ostrava volitelný odborný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku
V - ECTS - mgr. 2014/2015 prezenční čeština volitelný odborný 401 - Studijní oddělení FEI stu. blok
V - ECTS - mgr. 2013/2014 prezenční čeština volitelný odborný 401 - Studijní oddělení FEI stu. blok
V - ECTS - mgr. 2012/2013 prezenční čeština volitelný odborný 401 - Studijní oddělení FEI stu. blok
V - ECTS - mgr. 2011/2012 prezenční čeština volitelný odborný 401 - Studijní oddělení FEI stu. blok