Ugradbeni računalni sustavi

Opis predmeta

Ugradbeni računalni sustavi i njihove primjene. Arhitekture mikrokontrolera. Unutrašnje sabirnice, memorije, integrirane periferije. Porodice mikroprocesora i mikrokontrolera. Projektiranje sklopovlja ugradbenih računalnih sustava. Napajanje. Generiranje i razvođenje takta i reseta. Ulazno-izlazne jedinice. Projektiranje sustava s mješovitim signalima, sustava namijenjenih velikoj brzini rada i sustava koji rade u režimu smanjene potrošnje energije. Elektromehanička integracija. Alati za projektiranje, simulatori, emulatori, logički analizatori. Programska podrška za ugradbene računalne sustave. Programiranje mikrokontrolera u C jeziku. Inicijalizacija sklopovlja. Posluživanje prekida. Rad s bibliotekama. Programiranje na visokoj razini apstrakcije. Alati za razvoj programske podrške. Meke mikrokontrolerske jezgre. Programabilna logička polja (FPGA) kao implementacijska platforma ugradbenog računalnog sustava. Uhodavanje i ispitivanje ugradbenog računalnog sustava. Standardni testovi. Primjeri ugradbenih računalnih sustava.

Ishodi učenja

  1. definirati ugradbeni sustav, njegove elemente i arhitekturu
  2. razlikovati komponente sustava obzirom na tip signala, stupanj integracije, izvedbu i funkcionalnost
  3. opisati alate za elektromehaničko i funkcijsko uhodavanje i ispitivanje računalnih sustava
  4. analizirati ugradbeni računalni sustav
  5. koristiti periferno sklopovlje ugrađeno u mikrokontrolere
  6. razviti sklopovlje i programsku podršku ugradbenog računalni sustava s mikrokontrolerom
  7. koristiti programabilno logičko sklopovlje i programabilna logička polja (FPGA)
  8. dizajnirati ugradbeni računalni sustav korištenjem FPGA sklopova

Oblici nastave

Predavanja

-

Laboratorij

-

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Prag Udio u ocjeni
Laboratorijske vježbe 50 % 24 % 50 % 24 %
Međuispit: Pismeni 0 % 33 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 0 % 33 %
Završni ispit: Usmeni 10 %
Ispit: Pismeni 50 % 66 %
Ispit: Usmeni 10 %
Napomena / komentar

Student stječe pravo pristupa usmenom dijelu ispita ako je na međuispitu i pisanom dijelu završnog ispita ostvario barem 50% bodova. Student stječe pravo pristupa usmenom dijelu ispita ako je na pisanom dijelu ispita ostvario barem 50% bodova. Pristupanje usmenom dijelu ispita nije obavezno.

Tjedni plan nastave

  1. Koncept ugradbenog računalnog sustava, Građa osnovnog računalnog sustava: CPU. memorija. U/I. sabirnica, Mikroprocesori i mikrokontroleri, Porodice mikrokontrolera (4-bitni. 8-bitni. 16-bitni. 32-bitni), Procesorska jezgra, Integrirane periferije, Prekidi. prozivanje. prekidne strukture: vektori. prioriteti, Izravan pristup memoriji, Građa memorije. hijerarhija. priručne memorije
  2. A/D i D/A sučelja, Dizajn sustava s mješovitim signalima
  3. Dizajn sustava s mješovitim signalima
  4. Izvor napajanja. blokiranje, Generiranje i razvođenje takta i reseta, Razmatranje oblika tiskanih veza
  5. Razmatranje oblika tiskanih veza, Dizajn na velikim brzinama rada, Tipkovnice i pokaznici
  6. Inicijalizacija sklopovlja, Izravno programiranje sklopovlja
  7. Prilagođavanje biblioteke, Programska okruženja. emulatori. simulatori
  8. Međuispit
  9. Rad u emuliranom okruženju, Rad s prekidima
  10. Izgradnja programa za ugradbena računala (kompajliranje. asembliranje i povezivanje), Opis programa za ugradbena računala (tok podataka i upravljački slijed)
  11. Zadaće prevođenja u programima za ugradbena računala (mapiranje varijabli. upravljanje strukturama i prevođenje upravljačkih odsječaka), "Kompromis između programiranja u asembleru i programiranja u višim programskim jezicima za ugradbena računala"
  12. Porodice, Arhitekture, Principi ugradbenog dizajna temeljeni na programabilnim sklopovima
  13. Principi ugradbenog dizajna temeljeni na programabilnim sklopovima, Elementi FPGA platformi: CPU. programabilna logika. prospoji. sučelja, Programiranje FPGA sklopova temeljeno na jezicima za opis sklopovlja
  14. Elektromehanička integracija, Alati za dizajn. emulatori. simulatori. logički analizator, Principi uhodavanja, Uhodavanje u emuliranom okruženju, Boundary scan (JTAG), In-circuit emulacija (ICE), Referentni testovi, Formalna verifikacija ugradbenih računalnih sustava
  15. Završni ispit

Studijski programi

Sveučilišni preddiplomski
Elektrotehnika i informacijska tehnologija (studij)
Izborni predmeti (6. semestar)
Računarstvo (studij)
Izborni predmeti (6. semestar)
Sveučilišni diplomski
Audiotehnologije i elektroakustika (profil)
(2. semestar)
Automatika i robotika (profil)
Jezgreni predmet profila 1 (2. semestar)
Elektroenergetika (profil)
Slobodni izborni predmeti (2. semestar)
Elektroničko i računalno inženjerstvo (profil)
Jezgreni predmet profila (2. semestar)
Elektronika (profil)
Jezgreni predmeti profila (2. semestar)
Elektrostrojarstvo i automatizacija (profil)
Izborni predmeti profila (2. semestar)
Informacijsko i komunikacijsko inženjerstvo (profil)
Izborni predmeti profila (2. semestar)
Komunikacijske i svemirske tehnologije (profil)
Izborni predmeti profila (2. semestar)
Programsko inženjerstvo i informacijski sustavi (profil)
Slobodni izborni predmeti (2. semestar)
Računalno inženjerstvo (profil)
Jezgreni predmeti profila (2. semestar)
Računalno modeliranje u inženjerstvu (profil)
Slobodni izborni predmeti (2. semestar)
Računarska znanost (profil)
Slobodni izborni predmeti (2. semestar)
Znanost o mrežama (profil)
Slobodni izborni predmeti (2. semestar)
Znanost o podacima (profil)
Slobodni izborni predmeti (2. semestar)

Literatura

Wayne Wolf (2008.), Computers as Components: Principles of Embedded Computer Systems Design, Morgan Kaufmann
M. Vučić (2007.), Upotreba mikrokontrolera u ugrađenim računalnim sustavima, FER-ZESOI
D. Petrinović, M Vučić (2007.), Osnove projektiranja računalnih sustava, FER-ZESOI
Pong P. Chu (2008.), FPGA Prototyping by VHDL Examples: Xilinx Spartan-3 Version, John Wiley and Sons, Inc.
L. M. Surhone, M. T. Tennoe, S. F. Henssonow (.), Microblaze, Betascript Publishing
M. Vučić, D. Petrinović (2007.), Projektiranje ugrađenih računalnih sustava, Lab. vježbe, FER
M. Vučić (2007.), Ugradbeni računalni sustavi - Lab. vježbe 2. ciklus, FER-ZESOI

Za studente

Izvedba

ID 183465
  Ljetni semestar
5 ECTS
R0 Engleski jezik
R1 E-učenje
60 Predavanja
18 Laboratorijske vježbe

Ocjenjivanje

88 izvrstan
75 vrlo dobar
62 dobar
50 dovoljan