Aplikace vestavných systémů

B152 - Letní 15/16

Aplikace vestavných systémů - AD4M38AVS

Kredity 6
Semestry letní
Zakončení zápočet a zkouška
Jazyk výuky čeština
Rozsah výuky 14P+6L
Anotace
Předmět prezentuje typické aplikace vestavných systémů (VS) a jejich specifika. Předpokládá se již zběhlost v programovacích technikách a je proto orientace více na popis a vysvětlení bloků a funkcí VS. Cílem je, aby absolvent kursu získal přehled o funkčních možnostech procesorů a mikrořadičů, jejich výkonu při zpracování signálu, vlastnostech periferních zařízeních a jejich využití v typických oblastech aplikací VS. Znalosti si prakticky ověří v laboratoři při samostatném návrhu aplikace VS v zadaném typu zařízení.
Cíle studia
Cílem předmětu je poskytnout studentům přehled o funkčních schopnostech, výkonových a periferních zařízeních, vstupních a výstupních blocích, které jim umožní orientovat se ve volbě mikroprocesoru a mikrokontroléru v daném vestavěném systému a jeho následném použití a programování.
Osnovy přednášek
1. Oblasti použití a činnosti mikroprocesoru a mikrořadiče ve vestavném systému, požadavky
2. Přehled mikroprocesorů a mikrořadičů používaných ve vest. syst., kritéria pro výběr typu
3. Aplikace mikrořadičů s 8-bitovou architekturou v "hluboce" vestavěných systémech
4. Přehled mikrořadičů s 32-bitovou architekturou ARM7, ARM9, Cortex M3
5. Vstupy a výstupy analogových a log. signálů (filtrace, ochrany, převodníky A/D, D/A, optické oddělení)
6. Signálové procesory pro vestavěné systémy, specializované bloky a funkce, možnosti, výkon
7. Přehled základních metod zpracování signálů a jejich implementace ve vest. systémech
8. Vstupy obrazového signálu (připojení CMOS obr. senzoru, videokodek), využití řadiče DMA
9. Návrh vest. systému s více mikrořadiči, spolupráce, rozdělení úkolů, kontrola funkce
10. Způsob návrhu a prostředky pro zajištění spolehlivé funkce vest. syst. odolného vůči chybám
11. Přehled aplikací vestavěných systémů v průmyslové a automobilní elektronice
12. Použití vestavěného systému v komunikačním zařízení
13. Příkladová studie - návrh systému pro spotřební elektroniku (snímání a zpracování obrazu)
14. Příkladová studie - návrh systému s CPU - ARM7, ARM9 pro monitorování a sběr dat
Osnovy cvičení
1. Konfigurace GPIO a časovače na procesoru ARM STM32F2xx
2. Komunikace přes UART rozhraní
3. Využit rotačního enkodéru pro ovládání aplikace, řízení plně grafického LCD a tvorba vlastní knihovny
4. Dokončení úlohy z minula - řízení grafické LCD a tvorba vlastní knihovny
5. Využití A/D a D/A převodníku na procesoru ARM STM32F2xx
6. Ovládání dvouosého akcelerometru
7. Využití rozhraní Ethernet pro vzdálený přístup
8. Implementace algoritmu DDS
9. Návrh a implementace číslicových filtrů (FIR)
10. Řešení individuálního projektu
11. Řešení individuálního projektu
12. Řešení individuálního projektu
13. Řešení individuálního projektu
14.Odevzdání individuálního projektu, prezentace projektů, hodnocení, udělení zápočtů
Literatura
[1] Yiu J.: The Definitive Guide to ARM? Cortex -M3 and Cortex-M4 Processors, Newnes
[2] Balch, M.: COMPLETE DIGITAL DESIGN. A Comprehensive Guide to Digital Electronics and Computer System Architecture, McGRAW-HILL
Požadavky
Základní znalost programovacího jazyka C/C++