Moodle FEL ČVUT
Aplikace vestavných systémů
B252 - Letní 25/26
Toto je tzv. shluknutý kurz. Skládá se z několika samostatných předmětů, které sdílejí výukové materiály, úkoly, testy apod. Níže si můžete zobrazit informace o jednotlivých předmětech tvořících tento shluk.
Aplikace vestavných systémů - B4M38AVS
Hlavní kurz
| Kredity | 6 |
| Semestry | letní |
| Zakončení | Zápočet a zkouška |
| Jazyk výuky | čeština |
| Rozsah výuky | 2P+2L |
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. Architektura ARM Cortex M pro vestavné systémy
2. Mikrořadiče s jádrem ARM
3. Funkční bloky a rozhraní mikrořadičů, elektrické parametry V/V pinů
4. Bloky VS a způsoby komunikace s obsluhou, způsoby programového ovládání
5. Způsoby připojení a ovládání výstupních členů (elektromechanických, silových, ...)
6. Číslicové zpracování signálu - digitalizace, vzorkování, kvantování, spektrum, vzorkovací teorém
7. Generace signálu, přímá číslicová syntéza - DDS, signálové procesory
8. Spektrální analýza, FFT- DFT, korelační funkce a jejich využití
9. Číslicové filtry - základní typy a použití, realizace pomocí mikrořadiče a DSP
10. Polovodičové senzory a MEMS, spolupráce s VS, zpracování jejich informace
11. Obrazové a optoelektronické senzory, vstup obrazu do VS a jeho využití
12. Bloky a funkce VS v "automotive" zařízeních,hračkách, elektronice pro nošení (wearable)
13. Aplikace VS v domácí, domovní a zabezpečovací elektronice, oblast "internet of things"
14. Rezerva
2. Mikrořadiče s jádrem ARM
3. Funkční bloky a rozhraní mikrořadičů, elektrické parametry V/V pinů
4. Bloky VS a způsoby komunikace s obsluhou, způsoby programového ovládání
5. Způsoby připojení a ovládání výstupních členů (elektromechanických, silových, ...)
6. Číslicové zpracování signálu - digitalizace, vzorkování, kvantování, spektrum, vzorkovací teorém
7. Generace signálu, přímá číslicová syntéza - DDS, signálové procesory
8. Spektrální analýza, FFT- DFT, korelační funkce a jejich využití
9. Číslicové filtry - základní typy a použití, realizace pomocí mikrořadiče a DSP
10. Polovodičové senzory a MEMS, spolupráce s VS, zpracování jejich informace
11. Obrazové a optoelektronické senzory, vstup obrazu do VS a jeho využití
12. Bloky a funkce VS v "automotive" zařízeních,hračkách, elektronice pro nošení (wearable)
13. Aplikace VS v domácí, domovní a zabezpečovací elektronice, oblast "internet of things"
14. Rezerva
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
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
[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++
Application of Embedded Systems - BE4M38AVS
| Kredity | 6 |
| Semestry | letní |
| Zakončení | Zápočet a zkouška |
| Jazyk výuky | angličtina |
| Rozsah výuky | 2P+2L |
Anotace
This course presents applications of embedded systems and their specifics. It is expected that the students have had a programming course, and thus the course is more oriented on explaining and describing the blocks and functions of embedded systems and their use in signal processing, rather than writing code.
After completing this course, students should have an overview of usability and power of available processors, and their peripherals, on the basis of which, they should be able to independently design embedded systems for a wide spectrum of applications.
After completing this course, students should have an overview of usability and power of available processors, and their peripherals, on the basis of which, they should be able to independently design embedded systems for a wide spectrum of applications.
Cíle studia
None
Osnovy přednášek
1. Architecture of ARM Cortex M processors for embedded systems
2. ARM based microcontrollers
3. Microcontroller elements and peripherals, electrical parameters of I/O pins
4. User interfacing and control
5. Actuator interfacing
6. Digital signal processing ? digitalization, sampling, quantization, spectrum, sampling theorem
7. Signal generation processing, Direct Digital Synthesis (DDS), signal processors
8. Spectrum analysis, FFT ? DFT, correlation function and their use
9. Digital filters ? basic types and their use, realization on microcontrollers and DSPs
10. Semiconductor sensors and MEMS, interfacing with embedded systems, information processing
11. Image and optoelectronic sensors, image acquisition and its use
12. Embedded systems in automotive, wearable, toys etc.
13. Embedded systems in smart homes, security, IoT
14. Spare
2. ARM based microcontrollers
3. Microcontroller elements and peripherals, electrical parameters of I/O pins
4. User interfacing and control
5. Actuator interfacing
6. Digital signal processing ? digitalization, sampling, quantization, spectrum, sampling theorem
7. Signal generation processing, Direct Digital Synthesis (DDS), signal processors
8. Spectrum analysis, FFT ? DFT, correlation function and their use
9. Digital filters ? basic types and their use, realization on microcontrollers and DSPs
10. Semiconductor sensors and MEMS, interfacing with embedded systems, information processing
11. Image and optoelectronic sensors, image acquisition and its use
12. Embedded systems in automotive, wearable, toys etc.
13. Embedded systems in smart homes, security, IoT
14. Spare
Osnovy cvičení
None
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
[2] Balch, M.: COMPLETE DIGITAL DESIGN. A Comprehensive Guide to Digital Electronics and Computer System Architecture, McGRAW-HILL
Požadavky
None