455-0092/01 – Vestavěné řídicí systémy (VRS)

Garantující katedraKatedra měřicí a řídicí technikyKredity4
Garant předmětuIng. Vladimír Kašík, Ph.D.Garant verze předmětuIng. Vladimír Kašík, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
RočníkSemestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2001/2002Rok zrušení2002/2003
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiamagisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
KAS73 Ing. Vladimír Kašík, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Cílem předmětu je seznámit studenty s technologií návrhu číslicových řídicích systémů vestavěných (integrovaných) do větších funkčních celků a finálních výrobků. Obsahem jednotlivých přednášek a cvičení je především prohloubení znalostí z oblasti číslicové a mikroprocesorové techniky. Po absolvování předmětu jsou studenti schopni zvolit pro řešený úkol vhodné technické prostředky a s jejich pomocí implementovat zadané algoritmy řízení. Současně řeší problematiku napájení, podpůrných obvodů, spolehlivosti a další.

Vyučovací metody

Anotace

Cílem předmětu je seznámit studenty s technologií návrhu číslicových řídicích systémů vestavěných (integrovaných) do větších funkčních celků a finálních výrobků. Obsahem jednotlivých přednášek a cvičení je především prohloubení znalostí z oblasti číslicové a mikroprocesorové techniky. Po absolvování předmětu jsou studenti schopni zvolit pro řešený úkol vhodné technické prostředky a s jejich pomocí implementovat zadané algoritmy řízení. Současně řeší problematiku napájení, podpůrných obvodů, spolehlivosti a další. Předmět se zabývá uplatněním mikroprocesorové techniky v aplikacích řídicích systémů. V jednotlivých přednáškách jsou nejdříve probrány aspekty návrhu číslicových systémů, jejich simulace a implementace.Následně jsou popsány architektury jednotlivých mikroprocesorů pro nasazení v řídicích systémech: Motorola 68HC12, M68332, M-Core, Atmel řady 89Cxxxx a 90Cxxxx, Atmel AVR. Náplní cvičení je pak zvládnutí konkrétních technických prostředků - implementace číslicového návrhu do součástek FPGA, programování jednočipových mikropočítačů.

Povinná literatura:

Klúčik, J.: Mikrokontroléry ATMEL s jádrem 8051. Praha, BEN-technická literatura, 2001. M-Core Reference Manual, Motorola, 2000. CPU12 Reference Manual, Motorola, 1997. Hrbáček, J.: Programování mikrořadičů PIC. Praha, BEN-technická literatura, 2000

Doporučená literatura:

M-Core Reference Manual, Motorola, 2000. CPU12 Reference Manual, Motorola, 1997. Reference Manuals in http://www.atmel.com/

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Průběžná kontrola studia: 1 test průběžné kontroly a 2 samostatné práce Podmínky udělení zápočtu: získání min.20 bodů, max.40 bodů

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: Vestavěné řídicí systémy: základní specifikace, současné trendy. Srovnání HW a SW realizace logických funkcí. Programovatelné logické obvody PAL, GAL. Architektura FPGA Xilinx řady 4000. Prostředky návrhu, simulace a ladění obvodů FPGA. Xilinx Foundation: schéma, stavový diagram, jazyky HDL. Hazardy v logických systémech řízení a způsoby jejich eliminace. Synchronní a asynchronní návrh logických systémů řízení. Programovatelné obvody Xilinx řady 5200, 9500, Virtex. Norma IEEE 1149.1 Boundary-Scan. Analogové a číslicové periferní obvody vestavěných řídicích systémů. Použití mikrořadiče Motorola 68HC12 v řídicích systémech. Architektura, programátorský model, paměťový subsystém. Mikrořadič Motorola 68HC12: Architektura - pokračování, vstup/výstupní jednotky. Použití mikrořadiče Motorola M-CORE v řídicích systémech: Architektura, programátorský model, paměťový subsystém. Mikrořadič Motorola M-CORE: Architektura - pokračování, vstup/výstupní jednotky. Použití mikrořadiče Motorola 68332 v řídicích systémech: Architektura, programátorský model. Použití procesorů Atmel řady 89Cxxxx a 90Cxxxx v řídicích systémech, architektura, programátorský model, vstup/výstupní jednotky. Vývojové prostředky pro procesory Atmel: Programování (assembler, jazyk C), ladění, ISP. Návrh vestavěných řídicích systémů z hlediska hardwarové a softwarové spolehlivosti. Laboratoře: Uložení konfigurace do externí paměti, implementace sériového rozhraní v FPGA. Ovládání displeje, klávesnice,_. Pokračování na 1. samostatné práci. Seznámení s vývojovou deskou s M68HC12. Kompilace vzorového programu v jazyce C, přenos kompilovaného kódu do paměti FLASH, spuštění. Odevzdání 1. samostatné práce. Test č.1: Vestavěné řídicí systémy, programovatelná hradlová pole - základní pojmy, využití. Zadání 2. samostatné práce: Vytvoření a odladění programové aplikace na vybraném typu procesoru. Samostatná úloha - návrh a odladění programu na M68HC12. Seznámení s vývojovou deskou EVB2107 a vývojovým prostředím CodeWarrior. Kompilace vzorového programu v jazyce C, přenos kompilovaného kódu do paměti FLASH, spuštění. Samostatná úloha - návrh a odladění programu na EVB2107. Seznámení s vývojovou deskou s procesorem Atmel AVR. Kompilace vzorového programu a přenos kompilovaného kódu do paměti EEPROM, spuštění. Samostatná úloha - návrh a odladění programu na procesoru Atmel AVR. Seminář: Odevzdání a obhájení 2. samostatné práce, udělení zápočtu. Počítačové laboratoře: Seznámení s vývojovým prostředím pro návrh obvodů FPGA. Vývojové prostředí Xilinx Foundation: Schématický editor, knihovna součástek, LogiBLOX. Zadání 1. samostatné práce: Návrh, simulace a implementace logického systému v obvodu FPGA. Xilinx Foundation: Hierarchická struktura návrhu, sběrnice, logický simulátor. Xilinx Foundation: Implementace návrhu, časová simulace, časová analýza, EPIC.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (145) 51
        Zkouška Zkouška 100  0
        Zápočet Zápočet 45  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (10) Elektrické stroje a přístroje P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (20) Elektrické pohony a výkonová elektronika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3902T023) Inženýrská informatika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 4 volitelný odborný stu. plán
2001/2002 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2001/2002 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2001/2002 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (10) Elektrické stroje a přístroje P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2001/2002 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (20) Elektrické pohony a výkonová elektronika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2001/2002 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3902T023) Inženýrská informatika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2001/2002 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku