Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku
Ukončeno v akademickém roce 2021/2022

Vestavěné řídicí systémy

Typ studia navazující magisterské
Jazyk výuky angličtina
Kód 450-4012/02
Zkratka VRS
Název předmětu česky Vestavěné řídicí systémy
Název předmětu anglicky Embedded Control Systems
Kreditů 4
Garantující katedra Katedra kybernetiky a biomedicínského inženýrství
Garant předmětu prof. Ing. Michal Prauzek, Ph.D.

Osnova předmětu

Přednášky:
1. Vestavěné řídicí systémy: základní specifikace, současné trendy.
Srovnání HW a SW realizace logických funkcí. Programovatelné logické obvody PAL, GAL. Architektura obvodů FPGA.
2. Použití mikrořadiče Freescale HC12 v řídicích systémech. Architektura, programátorský model, paměťový subsystém, periferní obvody.
3. Komunikační sběrnice CAN a LIN. Popis komunikačního protokolu, vlastnosti, možnosti využití.
4. Komunikační rozhraní SPI a I2C. Popis komunikačního protokolu, vlastnosti, možnosti využití..
5. Použití mikrořadičů Freescale M-CORE, M68332, Atmel AVR v řídicích systémech: Architektura, programátorský model, paměťový subsystém.
6. Operační systémy pro embedded aplikace. Operační systémy reálného času.
7. Technické prostředky pro číslicové zpracování signálů. Signálové procesory, DSP aplikace v obvodech FPGA.
8. Komunikace ve vestavěných řídicích systémech. USB, FireWire, IR přenos.
9. Bezdrátová komunikace ve vestavěných řídicích systémech. Systémy RF, DECT, Bluetooth, WiFi.
10. Analogové a číslicové periferní obvody vestavěných řídicích systémů.
11. 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, příprava na zkoušku.

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.

Povinná literatura

Dean, Alexander G. Embedded systems fundamentals with ARM Cortex-M based microcontrollers : a practical approach.
Cambridge: ARM Education Media, 2017.
Berger, A. Embedded systems design. Vyd. 1. San Francisco: CMP Books, 2002, 237 s. ISBN 1-57820-073-3.

Doporučená literatura

Zhu, Yifeng. Embedded Systems with ARM® Cortex-M3 Microcontrollers in Assembly Language and C. E-Man Press, LLC,
2014.
Ganguly, Amar K. Embedded Systems : Design, Programming and Applications. Oxford: Alpha Science International Ltd,
2014