Popis predmeta

Opis predmeta

Koncept ugradbenog računalnog sustava i područja primjene. Arhitektura ugradbenog računalnog sustava. Građa i porodice mikrokontrolera. Procesorske jezgre, unutrašnje sabirnice i memorije. Integrirane periferije. Prekidni sustav. Alati za razvoj programske potpore za mikrokontrolere u programskom jeziku C. Strukturiranje programske potpore za ugradbene računalne sustave. Inicijalizacija sklopovlja, obrada iznimki, rad s programskim bibliotekama. Uhodavanje i ispitivanje ugradbenog računalnog sustava. Korištenje operacijskih sustava za rad u stvarnom vremenu na mikrokontrolerima. Analiza zahtjeva za razvoj programske potpore za ugradbene računalne sustave. Planiranje programske i sklopovske arhitekture ugradbenog računalnog sustava. Rad s heterogenim ugradbenim računalnim sustavima.

Ishodi učenja

  1. Definirati elemente i arhitekturu ugradbenog računalnog sustava.
  2. Analizirati zahtjeve za realizaciju sklopovlja i programske potpore za ugradbene računalne sustave.
  3. Dizajnirati arhitekturu sklopovskog i programskog rješenja za ugradbeni računalni sustav.
  4. Razviti programsku potporu za mikrokontrolerski sustav.
  5. Koristiti periferno sklopovlje ugrađeno u mikrokontroler.
  6. Koristiti operacijski sustav za rad u stvarnom vremenu na mikrokontroleru.
  7. Koristiti heterogene ugradbene računalne sustave.

Oblici nastave

Predavanja

-

Laboratorij

-

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Prag Udio u ocjeni
Laboratorijske vježbe 50 % 20 % 50 % 20 %
Međuispit: Pismeni 50 % 40 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 50 % 40 %
Ispit: Pismeni 50 % 60 %
Ispit: Usmeni 20 %

Tjedni plan nastave

  1. Koncept ugradbenog računalnog sustava, Građa osnovnog računalnog sustava: CPU. memorija. U/I. sabirnica
  2. Mikroprocesori i mikrokontroleri, Porodice mikrokontrolera (4-bitni. 8-bitni. 16-bitni. 32-bitni), Procesorska jezgra
  3. Integrirane periferije, Prekidi. prozivanje. prekidne strukture: vektori. prioriteti, Izravan pristup memoriji, Građa memorije. hijerarhija. priručne memorije
  4. Inicijalizacija sklopovlja, Izravno programiranje sklopovlja, Prilagođavanje biblioteke, Rad u emuliranom okruženju
  5. Rad s prekidima, Programska okruženja. emulatori. simulatori
  6. Specifičnosti operacijskih sustava ugradbenih računala za rad u stvarnom vremenu, Promjena konteksta
  7. Prilagodba operacijskog sustava za rad u stvarnom vremenu specifičnom sklopovskoj platformi, Sloj apstrakcije sklopovlja
  8. Međuispit
  9. Paradigme za korištenje operacijskih sustava za rad u stvarnom vremenu u industrijskim primjenama, Alati za podršku operacijskim sustavima za rad u stvarnom vremenu
  10. Analiza zahtjeva i identifikacija optimalne sklopovsko-programske platforme, Particioniranje i integracija sklopovlja i programske potpore
  11. Metodologije za usklađeni dizajn sklopovlja i programske potpore, Generiranje arhitekture - prevođenje programa u arhitekturu
  12. Programska potpora visoke razine za heterogene ugradbene računalne sustave (potpora domensko-specifičnih jezika (DSL): strujanje. obrada signala itd.)
  13. Programski modeli za usklađeni dizajn sklopovlja i programske potpore. heterogeni sustavi. ubrzivači (grafičke procesorske jedinice (GPU). koprocesori. programabilna logika)
  14. Visoka razina upravljanja memorijom ugradbenih računalnih sustava (skupljanje dealociranih segmenata. alokacija memorije. upravljanje flash memorijom)
  15. Završni ispit

Studijski programi

Sveučilišni diplomski
Audiotehnologije i elektroakustika (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Automatika i robotika (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Elektroenergetika (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Elektroničko i računalno inženjerstvo (profil)
Izborni predmeti profila (1. semestar) (3. semestar)
Elektronika (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Elektrostrojarstvo i automatizacija (profil)
Izborni predmeti profila (1. semestar) (3. semestar)
Informacijsko i komunikacijsko inženjerstvo (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Komunikacijske i svemirske tehnologije (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Programsko inženjerstvo i informacijski sustavi (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Računalno inženjerstvo (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Računalno modeliranje u inženjerstvu (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Računarska znanost (profil)
Slobodni izborni predmeti (3. semestar) Slobodni zborni predmeti (1. semestar)
Znanost o mrežama (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Znanost o podacima (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)

Literatura

D. E. Simon (1999.), An Embedded Software Primer, Addison Wesley
Wayne Wolf (2008.), Computers as Components: Principles of Embedded Computer Systems Design, Morgan Kaufmann
Q. Li, C. Yao (2003.), Real-Time Concepts for Embedded Systems, CMP Books
M. Vučić (2007.), Upotreba mikrokontrolera u ugrađenim računalnim sustavima, FER, ZESOI

Za studente

Izvedba

ID 222691
  Zimski semestar
5 ECTS
R0 Engleski jezik
R1 E-učenje
45 Predavanja
12 Laboratorijske vježbe

Ocjenjivanje

90 izvrstan
75 vrlo dobar
60 dobar
50 dovoljan

Ishodi učenja

  1. Definirati elemente i arhitekturu ugradbenog računalnog sustava.
  2. Analizirati zahtjeve za realizaciju sklopovlja i programske potpore za ugradbene računalne sustave.
  3. Dizajnirati arhitekturu sklopovskog i programskog rješenja za ugradbeni računalni sustav.
  4. Razviti programsku potporu za mikrokontrolerski sustav.
  5. Koristiti periferno sklopovlje ugrađeno u mikrokontroler.
  6. Koristiti operacijski sustav za rad u stvarnom vremenu na mikrokontroleru.
  7. Koristiti heterogene ugradbene računalne sustave.

Oblici nastave

Predavanja

-

Laboratorij

-

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Prag Udio u ocjeni
Laboratorijske vježbe 50 % 20 % 50 % 20 %
Međuispit: Pismeni 50 % 40 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 50 % 40 %
Ispit: Pismeni 50 % 60 %
Ispit: Usmeni 20 %

Tjedni plan nastave

  1. Koncept ugradbenog računalnog sustava, Građa osnovnog računalnog sustava: CPU. memorija. U/I. sabirnica
  2. Mikroprocesori i mikrokontroleri, Porodice mikrokontrolera (4-bitni. 8-bitni. 16-bitni. 32-bitni), Procesorska jezgra
  3. Integrirane periferije, Prekidi. prozivanje. prekidne strukture: vektori. prioriteti, Izravan pristup memoriji, Građa memorije. hijerarhija. priručne memorije
  4. Inicijalizacija sklopovlja, Izravno programiranje sklopovlja, Prilagođavanje biblioteke, Rad u emuliranom okruženju
  5. Rad s prekidima, Programska okruženja. emulatori. simulatori
  6. Specifičnosti operacijskih sustava ugradbenih računala za rad u stvarnom vremenu, Promjena konteksta
  7. Prilagodba operacijskog sustava za rad u stvarnom vremenu specifičnom sklopovskoj platformi, Sloj apstrakcije sklopovlja
  8. Međuispit
  9. Paradigme za korištenje operacijskih sustava za rad u stvarnom vremenu u industrijskim primjenama, Alati za podršku operacijskim sustavima za rad u stvarnom vremenu
  10. Analiza zahtjeva i identifikacija optimalne sklopovsko-programske platforme, Particioniranje i integracija sklopovlja i programske potpore
  11. Metodologije za usklađeni dizajn sklopovlja i programske potpore, Generiranje arhitekture - prevođenje programa u arhitekturu
  12. Programska potpora visoke razine za heterogene ugradbene računalne sustave (potpora domensko-specifičnih jezika (DSL): strujanje. obrada signala itd.)
  13. Programski modeli za usklađeni dizajn sklopovlja i programske potpore. heterogeni sustavi. ubrzivači (grafičke procesorske jedinice (GPU). koprocesori. programabilna logika)
  14. Visoka razina upravljanja memorijom ugradbenih računalnih sustava (skupljanje dealociranih segmenata. alokacija memorije. upravljanje flash memorijom)
  15. Završni ispit

Studijski programi

Sveučilišni diplomski
Audiotehnologije i elektroakustika (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Automatika i robotika (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Elektroenergetika (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Elektroničko i računalno inženjerstvo (profil)
Izborni predmeti profila (1. semestar) (3. semestar)
Elektronika (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Elektrostrojarstvo i automatizacija (profil)
Izborni predmeti profila (1. semestar) (3. semestar)
Informacijsko i komunikacijsko inženjerstvo (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Komunikacijske i svemirske tehnologije (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Programsko inženjerstvo i informacijski sustavi (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Računalno inženjerstvo (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Računalno modeliranje u inženjerstvu (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Računarska znanost (profil)
Slobodni izborni predmeti (3. semestar) Slobodni zborni predmeti (1. semestar)
Znanost o mrežama (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Znanost o podacima (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)

Literatura

D. E. Simon (1999.), An Embedded Software Primer, Addison Wesley
Wayne Wolf (2008.), Computers as Components: Principles of Embedded Computer Systems Design, Morgan Kaufmann
Q. Li, C. Yao (2003.), Real-Time Concepts for Embedded Systems, CMP Books
M. Vučić (2007.), Upotreba mikrokontrolera u ugrađenim računalnim sustavima, FER, ZESOI

Za studente

Izvedba

ID 222691
  Zimski semestar
5 ECTS
R0 Engleski jezik
R1 E-učenje
45 Predavanja
12 Laboratorijske vježbe

Ocjenjivanje

90 izvrstan
75 vrlo dobar
60 dobar
50 dovoljan