Lotnicze systemy cyfrowe i sieci komputerowe
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | WMTLAWSJ-LSCiCK |
Kod Erasmus / ISCED: | (brak danych) / (brak danych) |
Nazwa przedmiotu: | Lotnicze systemy cyfrowe i sieci komputerowe |
Jednostka: | Wydział Mechatroniki, Uzbrojenia i Lotnictwa |
Grupy: | |
Punkty ECTS i inne: |
(brak)
|
Język prowadzenia: | polski |
Forma studiów: | stacjonarne |
Rodzaj studiów: | jednolite magisterskie |
Rodzaj przedmiotu: | wybieralny |
Forma zajęć liczba godzin/rygor: | W 26/x ; C 12/+ ; L 8/+ ; P 14/+ ; razem: 60 godz., 6 pkt ECTS |
Przedmioty wprowadzające: | informatyka / wymagania wstępne: znajomość architektury systemów komputerowych i sieci teleinformatycznych; układy cyfrowe i mikroprocesorowe / wymagania wstępne: znajomość budowy podstawowych bramek logicznych oraz istoty działania układów kombinacyjnych, sekwencyjnych, arytmetycznych i mikroprocesorowych, znajomość organizacji i funkcjonowania systemów mikroprocesorowych; lotnicze układy pomiarowe i diagnostyczne / wymagania wstępne: znajomość budowy i zasady działania typowych układów i przyrządów pomiarowych i diagnostycznych wykorzystywanych na pokładzie statku powietrznego; programowanie systemów i modułów awionicznych / wymagania wstępne: znajomość i rozumienie metod tworzenia oprogramowania dla systemów komputerowych oraz mikroprocesorowych modułów awionicznych. |
Programy: | VII semestr studiów / lotnictwo i kosmonautyka / awionika |
Autor: | dr inż. Zdzisław Rochala, prof. WAT |
Bilans ECTS: | 1. Udział w wykładach / 26 godz. 2. Udział w laboratoriach / 8 godz. 3. Udział w ćwiczeniach / 12 godz. 4. Udział w seminariach / 0 godz. 5. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 12 godz. 6. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 16 godz. 7. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / 12 godz. 8. Samodzielne przygotowanie do seminarium / 0 godz. 9. Realizacja projektu / 14 godz. 10. Udział w konsultacjach / 58 godz. 11. Przygotowanie do egzaminu / 20 godz. 12. Przygotowanie do zaliczenia / 0 godz. 13. Udział w egzaminie / 2 godz. Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 180 godz. / 6 ECTS Zajęcia z udziałem nauczycieli (1+2+3+9+10+13): 120 godz. / 4 ECTS Zajęcia powiązane z działalnością naukową 150 godz. / 5 ECTS |
Skrócony opis: |
Architektury i elementy składowe systemów awionicznych statków powietrznych. Wybrane elementy organizacji komputerów pokładowych i modułów awionicznych. Układy cyfrowe stosowane do budowy komputerów pokładowych i modułów awionicznych. Zintegrowane modułowe systemy awioniczne. Urządzenia wejściowe i wyjściowe komputerów pokładowych i modułów awionicznych. Ogólne zasady i narzędzia do projektowania sprzętu i implementacji oprogramowania lotniczych systemów cyfrowych. Specyfika technologii implementowanych w sprzęcie i oprogramowaniu lotniczych systemów cyfrowych. Ochrona lotniczych urządzeń cyfrowych przed wyładowaniami elektrostatycznymi. Podstawy wymiany danych w lotniczych systemach komputerowych. Architektury pokładowych sieci komputerowych. Światłowody i technika światłowodowa na pokładzie statku powietrznego. Pokładowe systemy zobrazowania informacji typu „Glass Cockpit”. Pokładowe systemy wspomagania eksploatacji. Systemy kabinowe. Systemy informacyjne. |
Pełny opis: |
Wykład / metoda werbalno-wizualna z wykorzystaniem nowoczesnych technik multimedialnych (prezentacji z elementami animacji, z ilustracjami i schematami przykładowych rozwiązań) 1. Architektury i elementy składowe systemów awionicznych statków powietrznych /liczba godzin – 1/ Wyposażenie awioniczne i definicja systemu awionicznego. Główne elementy składowe (podsystemy) systemów awionicznych. Typowe rozmieszczenie systemów na pokładzie samolotu oraz ich wpływ na aranżację wyglądu kokpitu. 2. Wybrane elementy organizacji komputerów pokładowych i modułów awionicznych /liczba godzin – 1/ Podstawowe bloki funkcjonalne komputerów pokładowych. Nomenklatura i terminologia komputerowa. Rodzaje oprogramowania. Rodzaje i przykłady realizacji komputerów pokładowych. 3. Układy cyfrowe stosowane do budowy komputerów pokładowych i modułów awionicznych /liczba godzin – 2/ Elementy elektroniczne bierne i czynne. Układy analogowe i cyfrowe. Scalone układy kombinacyjne i sekwencyjne. Składowe systemu mikroprocesorowego - mikroprocesory, pamięci i układy wejścia – wyjścia. 4. Zintegrowane modułowe systemy awioniczne /liczba godzin – 2/ Koncepcja awioniki „modułowej” i rodzaje modułów LRM. Budowa i główne funkcje kasety - konstrukcji nośnej oraz elektrycznej dla modułów LRM. 5. Urządzenia wejściowe i wyjściowe komputerów pokładowych i modułów awionicznych /liczba godzin – 2/ Układy sygnalizacji zdarzeń. Proste i złożone urządzenia zobrazowania. Czujniki stykowe i optoelektroniczne. 6. Ogólne zasady i narzędzia do projektowania sprzętu i implementacji oprogramowania lotniczych systemów cyfrowych /liczba godzin – 2/ Struktura i organizacja urządzeń elektronicznych. Elementy projektowania urządzeń elektronicznych. Rodzaje projektów i modele procesu wytwórczego. 7. Specyfika technologii implementowanych w sprzęcie i oprogramowaniu lotniczych systemów cyfrowych /liczba godzin – 2/ Narzędzia do projektowania sprzętu i oprogramowania. Etapy i ograniczenia w projektowaniu płytek drukowanych. Etapy w projektowaniu oprogramowania. 8. Ochrona lotniczych urządzeń cyfrowych przed wyładowaniami elektrostatycznymi /liczba godzin – 2/ Elektryczność statyczna i wyładowania elektrostatyczne. Uszkodzenia powodowane przez ESD. Bezpieczne stanowiska pracy. Reguły ochrony przed ESD. 9. Podstawy wymiany danych w lotniczych systemach komputerowych /liczba godzin - 2/ Pojęcie pokładowej sieci komputerowej. Definicja szyny danych i pokładowej magistrali komunikacyjnej. Rodzaje i właściwości łączy (elektrycznych, optycznych, radiowych) stosowanych w pokładowych sieciach komputerowych. 10. Architektury pokładowych sieci komputerowych /liczba godzin – 2/ Podstawowe parametry pokładowych magistral komunikacyjnych standardu ARINC i innych specyfikacji. Pokładowa sieć awioniczna standardu AFDX i jej komponenty: media transmisyjne, przełączniki sieci ARINC 664, koncentratory danych. 11. Światłowody i technika światłowodowa na pokładzie statku powietrznego /liczba godzin – 2/ Zalety i wady transmisji światłowodowej w stosunku do transmisji danych przewodami elektrycznymi. Światłowodowa magistrala danych. Terminy związane z techniką światłowodową. Urządzenia końcowe. Łączniki, terminale kontrolne, terminale zdalne. Zastosowanie techniki światłowodowej w systemach pokładowych statków powietrznych. 12. Pokładowe systemy zobrazowania informacji typu „Glass Cockpit” /liczba godzin – 2/ Ewolucja przyrządów pokładowych i systemu zobrazowania informacji oraz zmiany w aranżacji kabiny załogi samolotów cywilnych i wojskowych. Budowa i zasada działania sygnalizatorów elektronicznych i wskaźników obrazowych wchodzących w skład systemu EFIS oraz EICAS i ECAM. Rodzaje i formaty prezentowanej informacji na wskaźnikach obrazowych. 13. Pokładowe systemy wspomagania eksploatacji /liczba godzin – 2/ Centralny system obsługi technicznej CMS (ang. Central Maintenance System), pokładowy system diagnostyczny ACMS (ang. Aircraft Condition Monitoring System), system ładowania danych i zarządzania konfiguracją DLCS (ang. Data Loading and Configuration System), system bibliotek elektronicznych i drukarki pokładowe, cyfrowe rejestratory parametrów lotu i rozmów w kabinie. 14. Systemy kabinowe /liczba godzin – 1/ Kabinowy system łączności wewnętrznej CIDS (ang. Cabin Intercommunication Data System), system rozrywki pokładowej IFE (ang. In-flight Entertainment System), system monitorowania bezpieczeństwa kabiny CMS (ang. Cabin Monitoring System) oraz usługa do komunikacji pomiędzy kabiną samolotu a stacjami naziemnymi CNS (ang. Cabin Network Service). 15. Systemy informacyjne /liczba godzin – 1/ Pokładowy system informacyjny OIS (ang. Onboard Information System) oraz system informacyjny ATIMS (ang. Air Traffic and Information Management System) udostępniający usługi ATS (ang. Air Traffic Services) i AIS (ang. Airline Information Services). Ćwiczenia / metoda werbalno-praktyczna 1. Rysowanie schematu systemu mikroprocesorowego w pakiecie CAD dla elektroników / 2 2. Wyszukiwanie elementów w bibliotekach, zmiana atrybutów elementów, tworzenie połączeń /2 3. Projektowanie niestandardowych elementów i układów elektronicznych oraz ich obudów / 2 4. Tworzenie i przypisywanie obudów, sprawdzanie kompletności opisów, projektowanie wymiarów płytki drukowanej / 2 5. Automatyczne rozmieszczanie elementów i prowadzenie ścieżek na płytce drukowanej na podstawie listy połączeń / 2 6. Projektowanie modelu wirtualnego płytki drukowanej dla systemu mikroprocesorowego w pakiecie CAD dla elektroników / 2 Laboratoria / metoda praktyczna 1. Badanie systemu mikroprocesorowego – obsługa podstawowych układów i urządzeń wejścia-wyjścia / 4 2. Badanie systemu mikroprocesorowego – obsługa podstawowych interfejsów szeregowych / 4 Projekt / metoda praktyczna 1. Omówienie tematu projektu, zwrócenie uwagi na metodologiczne podejście w stawianiu i rozwiązywaniu zadań i problemów inżynierskich / 2 2. Omówienie i dyskusja przyjętej metody realizacji projektu z uwzględnieniem harmonogramu i typowych schematów realizacji / 2 3. Dyskusja i realizacja przyjętego rozwiązania układu zasilania / 2 4. Montaż elementów otoczenia mikroprocesora i bieżąca dyskusja przyjętego rozwiązania pod kątem minimalizacji połączeń elektrycznych / 2 5. Montaż mikroprocesora i złącza do programowania w układzie, zapoznanie ze sposobami unikania błędów w stosowaniu układów scalonych różnych rodzin / 2 6. Montaż końcowy oraz dyskusja metody redagowania i unikania błędów podczas opracowania dokumentacji z pracy projektowej / 2 7. Prezentacja wyników i dyskusja uzyskanych efektów i wniosków końcowych z pracy. Ocena końcowa zrealizowanego projektu / 2 |
Literatura: |
podstawowa: 1. Głocki W.: Układy cyfrowe, WSiP, Warszawa 2005, 2. Wilkinson B.: Układy cyfrowe, WKŁ, Warszawa 2000, 3. Misiurewicz P., Podstawy techniki mikroprocesorowej, WKŁ, Warszawa1991 4. Pełka R.: Mikrokontrolery: architektura, programowanie, zastosowania, WKŁ, Warszawa1999, 5. Daca W.: Mikrokontrolery od układów 8-bitowych do 32-bitowych, MIKOM, Warszawa 2000, 6. Hadam P.: Projektowanie systemów mikroprocesorowych, WBTC, Warszawa 2004, 7. Stuart C.: Sztuka przemawiania i prezentacji, Wydawnictwo Książka i Wiedza, Warszawa 2006. uzupełniająca: 1. Doliński J.: Mikrokontrolery AVR w praktyce, WBTC, Warszawa 2004, 2. Jabłoński T.: Mikrokontrolery PIC16F8x w praktyce, WBTC, Warszawa 2002, 3. Spitzer C. R.: Digital Avionics Systems, 1993 4. Avionics Communications: Principles of Data Avionics Busses, 1995 5. Tooley M.: Aircraft digital electronic and computer systems, Elsevier 2007. |
Efekty uczenia się: |
W1 / Ma uporządkowaną wiedzę z informatyki i techniki cyfrowej niezbędną do zrozumienia zasady działania, organizacji i architektury oraz oprogramowania stosowanych w lotnictwie układów cyfrowych, komputerów pokładowych i modułów awionicznych / K_W05 W2 / Ma szczegółową wiedzę w zakresie funkcjonowania systemu awionicznego statku powietrznego, w tym wiedzę niezbędną do zrozumienia fizycznych aspektów funkcjonowania i podstaw wymiany informacji w pokładowych sieciach komputerowych bazujących na lotniczej magistrali komunikacyjnej / K_W14 W3 / Orientuje się w obecnym stanie oraz najnowszych trendach rozwojowych w zakresie układów cyfrowych i mikroprocesorowych stosowanych w lotniczych systemach cyfrowych, komputerach pokładowych i modułach awionicznych / K_W15 W4 / Zna zasady budowy i projektowania z wykorzystaniem oprogramowania CAD dla elektroników modułów awionicznych, wie jak wykonać dokumentację konstrukcyjną w postaci schematu połączeń elektrycznych systemu, płytki drukowalnej i wykazu elementów i układów elektronicznych wraz z ich obudowami / W_22J_2 U1 / Potrafi opracować dokumentację z realizacji projektu systemu mikroprocesorowego zawierającą wykaz i opis elementów składowych, schematy połączeń elektrycznych i projekt płytki drukowanej oraz potrafi przygotować i przedstawić krótką prezentację i dyskusję uzyskanych wyników / K_U3 U2 / Potrafi opracować algorytm realizacji zadania przewidzianego dla modułu awionicznego, zapisać go w wysokopoziomowym języku programowania oraz posłużyć się odpowiednimi narzędziami informatycznymi – środowiskami uruchomieniowymi, w celu przetestowania programu za pomocą symulatora, zapisania programu w pamięci systemu oraz uruchomienia programu w docelowym systemie mikroprocesorowym i przeprowadzenia badań opracowanego oprogramowania / K_U08 U3 / Potrafi na podstawie analizy istniejących rozwiązań, zaproponować koncepcję i przeprowadzić syntezę modułu awionicznego warunkującą poprawę jego funkcjonalności lub nowoczesności rozwiązania oraz rozwiązywać zadania techniczne w obszarze projektu wstępnego systemu pokładowego / K_U11 U4 / Potrafi przeprowadzić analizę rozwiązań koncepcyjnych i konstrukcyjnych modułów awionicznych i komputerów pokładowych nowych, wdrażanych do eksploatacji cywilnych i wojskowych statków powietrznych / K_U14 U5 / Potrafi na podstawie dokumentacji technicznej, określić i zlokalizować niezdatny moduł systemu awionicznego i z wykorzystaniem aparatury kontrolno-pomiarowej ogólnego przeznaczenia wykonać testy weryfikacyjne wybranego modułu / U_22J_4 K1 / Rozumie procesy zachodzące podczas eksploatacji komputerów pokładowych i modułów awionicznych wojskowych statków powietrznych / K_22J_4 |
Metody i kryteria oceniania: |
Przedmiot zaliczany jest na podstawie: egzaminu. Ćwiczenia zaliczane są na podstawie: zaliczenia. Ćwiczenia laboratoryjne zaliczane są na podstawie: zaliczenia z oceną. Projekt zaliczany jest na podstawie: zaliczenia z oceną. Egzamin jest przeprowadzany w formie pisemnego testu sprawdzającego z zadaniami zamkniętymi. Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest zaliczenie ćwiczeń rachunkowych i uzyskanie pozytywnych ocen z ćwiczeń laboratoryjnych i projektu. Warunkiem zaliczenia ćwiczeń jest uzyskanie pozytywnych ocen z odpowiedzi na pytania kontrolne i z ćwiczeń praktycznych realizowanych w trakcie zajęć. Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych na ocenę odbywa się na podstawie średniej z pozytywnych ocen z przygotowania i wykonania ćwiczeń laboratoryjnych oraz z wykonania i zaliczenia sprawozdania. Zaliczenie projektu na ocenę odbywa się na podstawie średniej z ocen za wykonanie systemu mikroprocesorowego, za wykonanie dokumentacji w postaci notatki pisemnej i oceny z prezentacji wyników pracy przed grupą ćwiczeniową. Osiągnięcie efektów W1, W2, W3 i W4 sprawdzane jest na egzaminie pisemnym oraz w trakcie wypowiedzi na ćwiczeniach rachunkowych i podczas pytań kontrolnych na ćwiczeniach laboratoryjnych i projektowych. Osiągnięcie efektów W4, U1, U2, U3, U4 i U5 sprawdzane jest na ćwiczeniach audytoryjnych podczas wykonywania zadań z wykorzystaniem oprogramowania CAD dla elektroników, podczas realizacji i na podstawie zrealizowanego projektu. Efekt K1 sprawdzany jest podczas obserwacji studentów na ćwiczeniach rachunkowych i laboratoryjnych. Ocena za osiągnięcie tego efektu jest przyznawana łącznie za osiągnięcie umiejętności U1, U2, U3, U4 i U5. Ocenę bardzo dobrą z przedmiotu otrzymuje student, który z pisemnego testu sprawdzającego wiedzę z zadaniami zamkniętymi udzielił poprawnych odpowiedzi na poziomie 96-100%. Ocenę dobrą plus z przedmiotu otrzymuje student, który z pisemnego testu sprawdzającego wiedzę z zadaniami zamkniętymi udzielił poprawnych odpowiedzi na poziomie 91-95%. Ocenę dobrą z przedmiotu otrzymuje student, który z pisemnego testu sprawdzającego wiedzę z zadaniami zamkniętymi udzielił poprawnych odpowiedzi na poziomie 86-90%. Ocenę dostateczną plus z przedmiotu otrzymuje student, który z pisemnego testu sprawdzającego wiedzę z zadaniami zamkniętymi udzielił poprawnych odpowiedzi na poziomie 81-85%. Ocenę dostateczną z przedmiotu otrzymuje student, który z pisemnego testu sprawdzającego wiedzę z zadaniami zamkniętymi udzielił poprawnych odpowiedzi na poziomie 75-80%. Ocenę niedostateczną z przedmiotu otrzymuje student, który z pisemnego testu sprawdzającego wiedzę z zadaniami zamkniętymi udzielił poprawnych odpowiedzi na poziomie poniżej 75%. Zrealizowanie w/w efektów kształcenia oraz treści programowych i efektów kształceni zdefiniowanych dla przedmiotów: Budowa i instalacje statków powietrznych, Mechanika płynów i aerodynamika, Podstawy mechaniki lotu, Lotnicze układy pomiarowe i diagnostyczne, Lotnicze systemy radioelektroniczne, upoważnia studenta do zdawania zgodnego z przepisami Part-66 egzaminu certyfikującego z modułu M13. |
Właścicielem praw autorskich jest Wojskowa Akademia Techniczna.