Systemy wbudowane
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | WMTLAWSJ-SW |
Kod Erasmus / ISCED: | (brak danych) / (brak danych) |
Nazwa przedmiotu: | Systemy wbudowane |
Jednostka: | Wydział Mechatroniki, Uzbrojenia i Lotnictwa |
Grupy: | |
Punkty ECTS i inne: |
5.00
|
Język prowadzenia: | polski |
Forma studiów: | stacjonarne |
Rodzaj studiów: | jednolite magisterskie |
Rodzaj przedmiotu: | wybieralny |
Forma zajęć liczba godzin/rygor: | W 20/+ ; C 16/+ ; L 8/+ ; razem: 44 godz., 5 pkt ECTS |
Przedmioty wprowadzające: | elektrotechnika i elektronika / wymagania wstępne: znajomość i interpretacja zjawisk fizycznych występujących w obwodach elektrycznych, umiejętność analizy i projektowania obwodów prądu stałego oraz umiejętność doboru podzespołów elektronicznych do realizacji prostych układów i urządzeń elektronicznych. 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 systemy cyfrowe i sieci komputerowe / wymagania wstępne: znajomość organizacji i funkcjonowania systemów cyfrowych stosowanych w lotnictwie, znajomość budowy i zasad działania komputerów pokładowych, pokładowych sieci komputerowych i układów transmisji danych oraz umiejętność interpretacji informacji pozyskiwanej z dokumentacji technicznej, umiejętność definiowania wymagań i projektowania sprzętu i oprogramowania systemów mikroprocesorowych dedykowanych do zastosowań w lotnictwie. |
Programy: | VIII semestr studiów / lotnictwo i kosmonautyka / awionika |
Autor: | dr inż. Zdzisław Rochala, prof. WAT |
Bilans ECTS: | Aktywność / obciążenie studenta w godz. 1. Udział w wykładach / 20 2. Udział w laboratoriach / 8 3. Udział w ćwiczeniach / 16 4. Udział w seminariach / 0 5. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 4 6. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 8 7. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / 8 8. Samodzielne przygotowanie do seminarium / 0 9. Realizacja projektu / 0 10. Udział w konsultacjach / 74 11. Przygotowanie do egzaminu / 0 12. Przygotowanie do zaliczenia / 10 13. Udział w egzaminie / 0 Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 150 godz./ 5,0 ECTS Zajęcia z udziałem nauczycieli (1+2+3+4+9+10+13): 120 godz./ 4,0 ECTS Zajęcia powiązane z działalnością naukową: 120 godz./ 4,0 ECTS |
Skrócony opis: |
Kierunki rozwoju, przykłady zastosowań i wymagania stawiane systemom wbudowanym wykorzystywanym w lotnictwie. Architektury systemów wbudowanych i krytycznych. Prezentacja układów programowalnych i mikroprocesorów wykorzystywanych w zastosowaniach wbudowanych. Przykłady gotowych platform sprzętowych wykorzystywanych do szybkiego prototypowania systemów wbudowanych. Oprogramowanie podstawowe systemów wbudowanych. Oprogramowanie wspomagające projektowanie układów i modułów elektronicznych oraz obwodów drukowanych. Narzędzia do projektowania oprogramowania, modelowania i symulacji modułów elektronicznych. Metodyki konstruowania modułów elektronicznych z wykorzystaniem układów programowalnych i mikrokontrolerów. Zasady projektowania, konstruowania i testowania systemów elektronicznych. Zasady wdrażania, nadzorowania i serwisowania systemów elektronicznych w lotnictwie. |
Pełny opis: |
Wykład / metoda werbalno-wizualna z wykorzystaniem nowoczesnych technik multimedialnych (prezentacji z elementami animacji, z ilustracjami i schematami przykładowych rozwiązań) 1. Wprowadzenie do systemów wbudowanych /liczba godzin – 2/ Kierunki rozwoju, przykłady zastosowań i wymagania stawiane systemom wbudowanym wykorzystywanym w lotnictwie w zakresie niezawodności, wytrzymałości, odporności i bezpieczeństwa. 2. Architektury systemów wbudowanych i krytycznych /liczba godzin – 2/ Dedykowany system mikroprocesorowy, rozwiązania na bazie układów programowalnych, układy hybrydowe, gotowe platformy sprzętowe. 3. Struktura i organizacja mikroprocesorów typu RISC z rdzeniem AVR /liczba godzin – 2/ Podstawowe rejestry funkcyjne i dedykowane, bity sterujące, zegar systemowy i układy zerujące, system przerwań, interfejsy programowania i uruchomieniowe, wbudowane układy peryferyjne. 4. Struktura i organizacja mikroprocesorów typu RISC z rdzeniem PIC /liczba godzin – 2/ Podstawowe rejestry funkcyjne i dedykowane, bity sterujące, zegar systemowy i układy zerujące, system przerwań, interfejsy programowania i uruchomieniowe, wbudowane układy peryferyjne. 5. Struktura i organizacja mikroprocesorów z rdzeniem zgodnym ze specyfikacją ARM /liczba godzin – 2/ Wersje rdzeni, podstawowe rejestry procesora, przestrzeń adresowa i organizacja pamięci, metody obsługi sytuacji wyjątkowych. 6. Wbudowane układy peryferyjne mikroprocesorów z rdzeniem zgodnym ze specyfikacją ARM /liczba godzin – 2/ Sygnały zegarowe i mechanizmy zabezpieczeń, rodzaje portów wejścia-wyjścia, przerwania i zdarzenia, timery, przetworniki analogowo-cyfrowe i interfejsy komunikacyjne. 7. Struktura i organizacja układów programowalnych /liczba godzin – 2/ Budowa układów programowalnych, języki opisu logiki, obsługa interfejsów, przykłady rozwiązań sprzętowych. 8. Oprogramowanie podstawowe systemów wbudowanych i przykłady gotowych platform sprzętowych wykorzystywanych do szybkiego prototypowania systemów wbudowanych /liczba godzin – 2/ Rola i klasyfikacja oprogramowania, przykłady systemów operacyjnych, charakterystyka komputerów modułowych z magistralą Compact PCI i PXI oraz komputerów jednopłytkowych z procesorem x86 i z procesorem ARM. 9. Metodyki i narzędzia wspomagające projektowanie modułów elektronicznych oraz płytek drukowanych /liczba godzin – 2/ Metodyki konstruowania modułów elektronicznych, oprogramowanie wspomagające projektowanie sprzętu, modelowanie i symulację modułów elektronicznych oraz narzędzia do projektowania oprogramowania użytkowego. 10. Zasady projektowania urządzeń elektronicznych /liczba godzin – 2/ Przebieg procesu konstruowania i testowania systemów elektronicznych z uwzględnieniem wymaganej niezawodności i kompatybilności elektromagnetycznej, zasady wdrażania, nadzorowania i serwisowania systemów elektronicznych w lotnictwie. Ćwiczenia / metoda werbalno-praktyczna 1. Opracowanie założeń na system wbudowany przeznaczony do zastosowania na pokładzie statku powietrznego / 2 2. Tworzenie specyfikacji wymagań w postaci scenariuszy i diagramu przypadków użycia / 2 3. Określenie i podział funkcji projektowanego modułu z wykorzystaniem diagramu architektury / 2 4. Określenie struktury wewnętrznej projektowanego urządzenia i jego podsystemów w oparciu o diagram klas, sekwencji i współpracy / 2 5. Opis stanów projektowanego urządzenia w postaci diagramu stanu i diagramu aktywności / 2 6. Rysowanie schematu ideowego modułu awionicznego - umieszczanie i usuwanie elementów, wyszukiwanie elementów w bibliotekach, zmiana atrybutów elementów, tworzenie połączeń, połączenia magistralowe / 2 7. Tworzenie i przypisywanie obudów, sprawdzanie kompletności opisów, projektowanie płytki drukowanej na podstawie listy połączeń, automatyczne rozmieszczanie elementów i prowadzenie ścieżek na płytce drukowanej / 2 8. Generowanie plików gerber i listy elementów. Tworzenie kosztorysu. Wycena produkcji płytki drukowanej i montażu elementów / 2 Laboratoria / metoda praktyczna 1. Badanie wbudowanych układów peryferyjnych i obsługa podstawowych urządzeń wejścia-wyjścia systemu mikroprocesorowego z procesorem RISC / 4 2. Realizacja aplikacji testowej pod kontrolą systemu operacyjnego na platformie z procesorem ARM / 4 |
Literatura: |
podstawowa: 1. Daca W.: Mikrokontrolery – od układów 8-bitowych do 32-bitowych, MIKOM, Warszawa 2000. 2. Pełka R.: Mikrokontrolery – architektura, programowanie, zastosowania, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 2000. 3. Majewski J.: Programowanie mikrokontrolerów LPC2000 w języku C, pierwsze kroki, BTC, Legionowo 2010. 4. Pasierbiński J., Zbysiński P.: Układy programowalne w praktyce, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, 2002. 5. Sacha K.: Systemy czasu rzeczywistego, Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa 2006. uzupełniająca: 1. Dorf R.C., Bishop R.H.: Modern control systems, Addison Wesley, 1995. 2. Marwedel P.: Embedded System Design, Kluwer Academic Publishers, Boston 2003. 3. Starecki T.: Mikrokontrolery 8051 w praktyce, BTC, Warszawa 2002. 4. Jabłoński T.: Mikrokontrolery PIC16F8x w praktyce, BTC, Warszawa 2002. 5. Doliński J.: Mikrokontrolery AVR w praktyce, BTC, Warszawa 2004. 6. Augustyn J.: Projektowanie systemów wbudowanych na przykładzie rodziny SAM7S z rdzeniem ARM7TDMI, Wydawnictwo IGSMiE PAN, Kraków 2007. 7. Szymczyk P.: Systemy operacyjne czasu rzeczywistego, Wydawnictwa AGH, Kraków 2001. |
Efekty uczenia się: |
W1 / ma pogłębioną wiedzę z zakresu budowy i zasady działania komputerów pokładowych (systemów wbudowanych) - elementów składowych systemu awionicznego i wyposażenia specjalnego różnego typu statków powietrznych oraz uporządkowaną wiedzę pozwalającą na wskazanie odpowiedniego dla danego wyposażenia systemu i strategii eksploatacji / K_W24, W_22J_1 W2 / ma wiedzę z zakresu projektowania, wytwarzania i certyfikacji urządzeń i systemów awionicznych, zna języki opisu sprzętu i komputerowe narzędzia do modelowania i symulacji modułów elektronicznych / K_W25 W3 / ma wiedzę o trendach rozwojowych i najistotniejszych nowych technologiach i podzespołach wykorzystywanych do budowy komputerów pokładowych (systemów wbudowanych) współczesnych statków powietrznych / K_W28 U1 / potrafi, wykorzystując język modelowania, opisać strukturę statyczną oraz zachowanie się i współdziałanie elementów składowych systemu wbudowanego / K_U24 U2 / potrafi, ze względu na rodzaj misji i zadane kryteria bezpieczeństwa oceniać i porównywać gotowe platformy sprzętowe oraz szacować koszty projektowania i realizacji systemu wbudowanego dedykowanego do zastosowań w lotnictwie / K_U25 U3 / potrafi, z uwzględnieniem zadanych kryteriów użytkowych i ekonomicznych, opracować założenia i specyfikację techniczną na system wbudowany przeznaczony do zastosowania na pokładzie statku powietrznego / K_U28 U4 / posiada znajomość języka angielskiego w stopniu umożliwiającym porozumiewanie się oraz na korzystanie z dokumentacji technicznej i literatury fachowej w trakcie zapoznania się z budową i podczas eksploatacji systemów wbudowanych / U_22J_6 K1 / ma świadomość roli społecznej absolwenta uczelni technicznej i rozumie potrzebę formułowania i przekazywania społeczeństwu informacji i opinii dotyczących osiągnięć lotnictwa, w szczególności w zakresie budowy i zasady działania systemów wbudowanych stanowiących podstawę systemów awionicznych i wyposażenia specjalnego statków powietrznych / K_K04 |
Metody i kryteria oceniania: |
Przedmiot zaliczany jest na podstawie: zaliczenia z oceną. Ćwiczenia zaliczane są na podstawie: zaliczenia z oceną. Ćwiczenia laboratoryjne zaliczane są na podstawie: zaliczenia z oceną. Zaliczenie przedmiotu jest przeprowadzane w formie pisemnego testu podsumowującego wiedzę z zadaniami zamkniętymi wielokrotnego wyboru (ze zmienną liczbą prawidłowych odpowiedzi). Warunkiem koniecznym do uzyskania zaliczenia przedmiotu jest uzyskanie pozytywnych ocen z zaliczenia ćwiczeń rachunkowych i laboratoryjnych. Zaliczenie ćwiczeń na ocenę odbywa się na podstawie średniej z ocen otrzymanych podczas rozwiązywania zadań na ćwiczeniach oraz z ocen otrzymanych z zadań weryfikujących stopień przygotowania do ćwiczeń rachunkowych. Zaliczenie laboratoriów na ocenę odbywa się na podstawie średniej z pozytywnych ocen z przygotowania i wykonania ćwiczeń laboratoryjnych oraz z wykonania i zaliczenia sprawozdania. Efekty W1, W2, W3, U1, U3 sprawdzane są w trakcie oceny przygotowania do ćwiczeń rachunkowych i podczas rozwiązywania zadań na ćwiczeniach audytoryjnych oraz w trakcie pisemnego testu podsumowującego. Efekty U2 i U4 sprawdzane są na ćwiczeniach rachunkowych i laboratoryjnych, w trakcie sprawdzania przygotowania się do w/w zajęć, wykonywania zadań na ćwiczeniach rachunkowych, wykonywania ćwiczeń i przygotowywania sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych. Efekt K1 sprawdzany jest podczas obserwacji studentów na ćwiczeniach rachunkowych i laboratoryjnych. Ocenę bardzo dobrą z przedmiotu otrzymuje student, który z pisemnego testu sprawdzającego wiedzę z zadaniami zamkniętymi udzielił poprawnych odpowiedzi na poziomie 93-100%. Ocenę dobrą plus z przedmiotu otrzymuje student, który z pisemnego testu sprawdzającego wiedzę z zadaniami zamkniętymi udzielił poprawnych odpowiedzi na poziomie 85-92%. Ocenę dobrą z przedmiotu otrzymuje student, który z pisemnego testu sprawdzającego wiedzę z zadaniami zamkniętymi udzielił poprawnych odpowiedzi na poziomie 77-84%. Ocenę dostateczną plus z przedmiotu otrzymuje student, który z pisemnego testu sprawdzającego wiedzę z zadaniami zamkniętymi udzielił poprawnych odpowiedzi na poziomie 69-76%. Ocenę dostateczną z przedmiotu otrzymuje student, który z pisemnego testu sprawdzającego wiedzę z zadaniami zamkniętymi udzielił poprawnych odpowiedzi na poziomie 60-68%. Ocenę niedostateczną z przedmiotu otrzymuje student, który z pisemnego testu sprawdzającego wiedzę z zadaniami zamkniętymi udzielił poprawnych odpowiedzi na poziomie poniżej 60%. |
Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2024/2025" (jeszcze nie rozpoczęty)
Okres: | 2025-03-01 - 2025-09-30 |
Przejdź do planu
PN WT ŚR CZ PT |
Typ zajęć: |
Ćwiczenia, 16 godzin
Laboratorium, 8 godzin
Wykład, 20 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Zdzisław Rochala | |
Prowadzący grup: | Krzysztof Kaźmierczak, Zdzisław Rochala | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Zaliczenie na ocenę
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę Laboratorium - Zaliczenie ZAL/NZAL Wykład - Zaliczenie na ocenę |
Właścicielem praw autorskich jest Wojskowa Akademia Techniczna.