455-0303/01 – Vestavěné řídicí systémy (VRS)

Garantující katedraKatedra měřicí a řídicí technikyKredity4
Garant předmětuIng. Jiří Kotzian, Ph.D.Garant verze předmětuIng. Jiří Kotzian, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
RočníkSemestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2003/2004Rok zrušení2009/2010
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiamagisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
KOT37 Ing. Jiří Kotzian, Ph.D.
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 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

Přednášky
Individuální konzultace
Experimentální práce v laboratoři
Projekt

Anotace

Předmět se zabývá uplatněním číslicové techniky v aplikacích řídicích systémů. V jednotlivých přednáškách jsou nejdříve probrány možnosti implementace logických funkcí v obvodech FPGA. Dále se přechází do oblasti mikroprocesorové techniky, kde jsou popsány architektury některých mikroprocesorů pro nasazení v řídicích systémech: Freescale 68HC12, M68332, M-Core, Atmel AVR. Současně jsou popsány technologie, které rozšiřují možnosti číslicové techniky v řídicích systémech. Jedná se o prostředky komunikace včetně bezdrátového přenosu dat, možnosti analogového a číslicového spojení s reálným okolím, možnosti napájení vestavných systémů a další. Náplní cvičení je pak zvládnutí konkrétních technických prostředků - programování jednočipových mikropočítačů, především typ Freescale 68HCS12 včetně programování komunikace.

Povinná literatura:

CPU12 Reference Manual, Motorola, 1997. Váňa, V.: Mikrokontroléry ATMEL AVR - popis procesoru a instrukční soubor. Praha, BEN-technická literatura, 2003. Matoušek, D.: Začínáme s AVR. Praha, BEN-technická literatura, 2005. Rozehnal, Z.: Mikrokontroléry Motorola HC11. Praha, BEN-technická literatura, 2002. Gajski, D.: Specification and Design of Embedded Systems. Eastbourne, Prentice Hall, 2002.

Doporučená literatura:

Kašík,V.:Vestavěné řídicí systémy. Sylaby na WWW stránkách katedry,2002

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Průběžná kontrola studia: 1 test průběžné kontroly a 1 samostatný projekt Podmínky udělení zápočtu: Student je klasifikován na základě 1 testu, za 0-10 bodů, a samostatného projektu za 0-30 bodů. Zápočet od 14.týdne. Podmínkou udělení zápočtu je dosažení min. 10 bodů , max. lze získat 40 bodů . Zkouška - Písemná část - závěrečný test - 0 - 50 bodů. Ústní část 0 - 10 bodů. Celkové hodnocení 51 - 100 bodů dle studijního řádu.

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerekvizity

Kód předmětuZkratkaNázevPovinnost
455-0323 OSR Operační systémy pro řízení Doporučená

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: 1. Vestavěné řídicí systémy: základní specifikace, současné trendy. 2. Srovnání HW a SW realizace logických funkcí. Programovatelné logické obvody PAL, GAL. Architektura obvodů FPGA. 3. Použití mikrořadiče Freescale HC12 v řídicích systémech. Architektura, programátorský model, paměťový subsystém, periferní obvody. 4. Komunikační sběrnice CAN a LIN. Popis komunikačního protokolu, vlastnosti, možnosti využití. 5. Komunikační rozhraní SPI a I2C. Popis komunikačního protokolu, vlastnosti, možnosti využití.. 6. Použití mikrořadičů Freescale M-CORE, M68332, Atmel AVR v řídicích systémech: Architektura, programátorský model, paměťový subsystém. 7. Operační systémy pro embedded aplikace. Operační systémy reálného času. 8. Technické prostředky pro číslicové zpracování signálů. Signálové procesory, DSP aplikace v obvodech FPGA. 9. Komunikace ve vestavěných řídicích systémech. USB, FireWire, IR přenos. 10. Bezdrátová komunikace ve vestavěných řídicích systémech. Systémy RF, DECT, Bluetooth, WiFi. 11. Analogové a číslicové periferní obvody vestavěných řídicích systémů. 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. 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: 1960/1961 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 40 (40) 0
                Laboratorní práce Laboratorní práce 30  0
                Písemka Písemka 10  0
        Zkouška Zkouška 60 (60) 0
                Písemná zkouška Písemná zkouška 50  0
                Ústní zkouška Ústní zkouška 10  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2009/2010 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2009/2010 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (10) Elektrické stroje a přístroje P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (20) Elektrické pohony a výkonová elektronika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3902T023) Inženýrská informatika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 4 volitelný odborný stu. plán
2006/2007 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (10) Elektrické stroje a přístroje P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (20) Elektrické pohony a výkonová elektronika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3902T023) Inženýrská informatika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 4 volitelný odborný stu. plán
2005/2006 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (10) Elektrické stroje a přístroje P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (20) Elektrické pohony a výkonová elektronika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3902T023) Inženýrská informatika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 4 volitelný odborný stu. plán
2004/2005 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (10) Elektrické stroje a přístroje P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (20) Elektrické pohony a výkonová elektronika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3902T023) Inženýrská informatika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 4 volitelný odborný stu. plán
2003/2004 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (10) Elektrické stroje a přístroje P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (20) Elektrické pohony a výkonová elektronika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3902T023) Inženýrská informatika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku