Přednášky:
1. Digitální technika v biomedicíně. Nároky na výpočetní výkon z pohledu moderních vědeckých přístrojů a vybavení nemocnic: spektrometry, odstředivky, analyzátory bílkovin, ovládaná lůžka, chirurgické přístroje, radioterapeutické stoly a endoskopy.
2. Funkční bezpečnost číslicové bioelektroniky. Standard IEC 61508. Technologie ASIC, ASSP, PLD. Opětovné použití společné hardwarové platformy.
3. Rozdíly mezi hardwarovým a softwarovým řešením algoritmů. Seznámení se s obecnou strukturou FPGA. Využití v diagnostických a terapeutických přístrojích.
4. Datové komunikační standardy v biomedicínské přístrojové technice. Bezdrátová komunikace IEEE 802.15.4. Komunikační standardy architektur SoC.
5. Linkové kódy pro přenos digitálního signálu. Kód NRZ, RZ, Manchester. Kód 8/10.
6. Architektury biomedicínských elektronických přístrojů. Zapouzdřená, modulární a přenosná zařízení.
7. Polovodičové paměti vestavěných biomedicínských systémů. Paměti v architekturách FPGA, SoC. Vliv organizace paměti na datovou propustnost a výpočetní výkon. Paměťová rozhraní používaná procesory digitálních signálů.
8. Vstupní prostředky bioelektroniky pro styk s uživatelem. Maticová klávesnice, analogové a číslicové ošetření zákmitů kontaktů, rotační kodér.
9. Zobrazovací segmenty a displeje LED, digitální LED, LCD displeje a jejich ovládání, grafické zobrazovací moduly.
10. Aktuátory v biomedicíně. Krokové motory a jejich řízení.
11. Základy diagnostiky číslicových elektronických obvodů, přístroje a metody. Analyzátor sériových sběrnic. Uživatelsky definovaný analyzátor s obvodem FPGA.
12. Napájení číslicových elektronických obvodů, zásady pro rozvod napájecích signálů, stínění, odrušovací filtry, zásady pro práci s ESD. Datové listy součástek.
13. Problematika EMC v biomedicínské přístrojové technice. Rušení v logických obvodech: rušení vnějším polem. Přeslechy mezi vodiči. Rušení do nepoužitých vstupů. Rušení ze sítě.
14. Rezerva. Ukázka mikroprocesorového systému v FPGA. Otázky a odpovědi.
Laboratoře:
1. Školení bezpečnosti v laboratoři. Ukázka digitální techniky na architektuře SoC.
2. Návrh číslicových funkčních jednotek v log. simulátoru na PC.
3. Návrh a simulace komplexního logického systému.
4. Návrh vysílače a přijímače synchronní sériové komunikace s uživatelským rámcem zprávy.
5. Test průběžné kontroly. Vývojové prostředí Xilinx Vivado: První příklady pro ovládání vstupu a výstupu vývojové desky s SoC.
6. Příklad projektu v prostředí Xilinx Vivado: Práce s pamětí a sběrnicemi. Ovládání digitální RGB diody.
7. Příklad projektu v prostředí Xilinx Vivado: Blokový návrh. Multiplexovaný LED displej.
8. Příklad projektu v prostředí Xilinx Vivado: Práce s analogovým vstupem a výstupem.
9. Samostatná úloha 1: Vyhodnocení měřeného digitalizovaného signálu s výstupem na displej.
10. Pokračování na samostatné úloze 1.
11. Test průběžné kontroly. Vyhodnocení samostatné úlohy 1.
12. Příklad projektu v prostředí Xilinx Vivado: Bezdrátový přenos dat do bioelektronického embedded systému.
13. Rozbor zapojení pro řízení krokového motoru. Demonstrační úloha.
14. Test průběžné kontroly. Udělení zápočtu.
1. Digitální technika v biomedicíně. Nároky na výpočetní výkon z pohledu moderních vědeckých přístrojů a vybavení nemocnic: spektrometry, odstředivky, analyzátory bílkovin, ovládaná lůžka, chirurgické přístroje, radioterapeutické stoly a endoskopy.
2. Funkční bezpečnost číslicové bioelektroniky. Standard IEC 61508. Technologie ASIC, ASSP, PLD. Opětovné použití společné hardwarové platformy.
3. Rozdíly mezi hardwarovým a softwarovým řešením algoritmů. Seznámení se s obecnou strukturou FPGA. Využití v diagnostických a terapeutických přístrojích.
4. Datové komunikační standardy v biomedicínské přístrojové technice. Bezdrátová komunikace IEEE 802.15.4. Komunikační standardy architektur SoC.
5. Linkové kódy pro přenos digitálního signálu. Kód NRZ, RZ, Manchester. Kód 8/10.
6. Architektury biomedicínských elektronických přístrojů. Zapouzdřená, modulární a přenosná zařízení.
7. Polovodičové paměti vestavěných biomedicínských systémů. Paměti v architekturách FPGA, SoC. Vliv organizace paměti na datovou propustnost a výpočetní výkon. Paměťová rozhraní používaná procesory digitálních signálů.
8. Vstupní prostředky bioelektroniky pro styk s uživatelem. Maticová klávesnice, analogové a číslicové ošetření zákmitů kontaktů, rotační kodér.
9. Zobrazovací segmenty a displeje LED, digitální LED, LCD displeje a jejich ovládání, grafické zobrazovací moduly.
10. Aktuátory v biomedicíně. Krokové motory a jejich řízení.
11. Základy diagnostiky číslicových elektronických obvodů, přístroje a metody. Analyzátor sériových sběrnic. Uživatelsky definovaný analyzátor s obvodem FPGA.
12. Napájení číslicových elektronických obvodů, zásady pro rozvod napájecích signálů, stínění, odrušovací filtry, zásady pro práci s ESD. Datové listy součástek.
13. Problematika EMC v biomedicínské přístrojové technice. Rušení v logických obvodech: rušení vnějším polem. Přeslechy mezi vodiči. Rušení do nepoužitých vstupů. Rušení ze sítě.
14. Rezerva. Ukázka mikroprocesorového systému v FPGA. Otázky a odpovědi.
Laboratoře:
1. Školení bezpečnosti v laboratoři. Ukázka digitální techniky na architektuře SoC.
2. Návrh číslicových funkčních jednotek v log. simulátoru na PC.
3. Návrh a simulace komplexního logického systému.
4. Návrh vysílače a přijímače synchronní sériové komunikace s uživatelským rámcem zprávy.
5. Test průběžné kontroly. Vývojové prostředí Xilinx Vivado: První příklady pro ovládání vstupu a výstupu vývojové desky s SoC.
6. Příklad projektu v prostředí Xilinx Vivado: Práce s pamětí a sběrnicemi. Ovládání digitální RGB diody.
7. Příklad projektu v prostředí Xilinx Vivado: Blokový návrh. Multiplexovaný LED displej.
8. Příklad projektu v prostředí Xilinx Vivado: Práce s analogovým vstupem a výstupem.
9. Samostatná úloha 1: Vyhodnocení měřeného digitalizovaného signálu s výstupem na displej.
10. Pokračování na samostatné úloze 1.
11. Test průběžné kontroly. Vyhodnocení samostatné úlohy 1.
12. Příklad projektu v prostředí Xilinx Vivado: Bezdrátový přenos dat do bioelektronického embedded systému.
13. Rozbor zapojení pro řízení krokového motoru. Demonstrační úloha.
14. Test průběžné kontroly. Udělení zápočtu.