455-0092/01 – Vestavěné řídicí systémy (VRS)
Garantující katedra | Katedra měřicí a řídicí techniky | Kredity | 4 |
Garant předmětu | Ing. Vladimír Kašík, Ph.D. | Garant verze předmětu | Ing. Vladimír Kašík, Ph.D. |
Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinně volitelný |
Ročník | | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
Rok zavedení | 2001/2002 | Rok zrušení | 2002/2003 |
Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | magisterské |
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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.