Systemy wbudowane II sem.

stacjonarne

II stopnia

wybieralny

W 24/x ; C 14/+ ; L 16/+ ; S 6/z ; Razem: 60

modelowanie i podstawy identyfikacji / wymagania wstępne: znajomość podstawowych pojęć z zakresu modelowania i identyfikacji, umiejętność opisu procesów równaniami różniczkowymi i różnicowymi oraz wyznaczania modeli ciągłych i dyskretnych.

dynamika i sterowanie statków powietrznych / wymagania wstępne: znajomość i interpretacja zasadniczych pojęć z dynamiki i systemów sterowania statków powietrznych, umiejętność formułowania uproszczonych modeli matematycznych z układami sterowania oraz stosowania właściwie dobranych narzędzi komputerowych do symulacji ich właściwości dynamicznych,

projektowanie i optymalizacja konstrukcji lotniczych / wymagania wstępne: znajomość i interpretacja zasadniczych pojęć z zakresu metod i procesów optymalizacji stosowanych w projektowaniu statków powietrznych niezbędnych w procesie numerycznego modelowania optymalnej struktury statku powietrznego, umiejętność analitycznego porównania i oceny efektywności zastosowanych metod optymalizacji dla cząstkowych i całościowych procesów optymalizacji struktur lotniczych,

modelowanie przepływów w konstrukcjach lotniczych / wymagania wstępne: umiejętność wykonywania symulacji komputerowych w zakresie charakterystyk aerodynamicznych układów, systemów statków powietrznych i ich napędów,

architektury systemów awionicznych / wymagania wstępne: znajomość i pogłębiona wiedza z zakresu architektury i organizacji systemów awionicznych różnych typów statków powietrznych, umiejętność formułowania specyfikacji i założeń technicznych na elementy składowe systemu awionicznego z uwzględnieniem m.in. norm środowiskowych.

semestr drugi / lotnictwo i kosmonautyka / awionika

Dr inż. Zdzisław ROCHALA

aktywność / obciążenie studenta w godz.:

1. Udział w wykładach / 24

2. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 12

3. Udział w ćwiczeniach / 14

4. Samodzielne przygotowanie się do ćwiczeń / 14

5. Udział w laboratoriach / 16

6. Samodzielne przygotowanie się do laboratoriów / 32

7. Udział w seminariach / 6

8. Samodzielne przygotowanie się do seminariów / 12

9. Udział w konsultacjach / 7

10. Przygotowanie do egzaminu / 10

11. Udział w egzaminie / 3

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 150 / 5 ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli: 1.+3.+5.+7.+9.+11.=70 / 2,0 ECTS

Zajęcia o charakterze praktycznym: 5.+6.=48 / 1,5 ECTS

Wymagania stawiane systemom wbudowanym wykorzystywanym w lotnictwie odnośnie niezawodności, wytrzymałości, odporności i bezpieczeństwa. 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 i zasady projektowania, konstruowania i testowania modułów i systemów elektronicznych. Elementy organizacji i integracji systemów na bazie różnych standardów interfejsu. Zasady wdrażania, nadzorowania i serwisowania systemów elektronicznych w lotnictwie. Perspektywy rozwoju systemów wbudowanych w lotnictwie.

Wykład / metoda werbalno-wizualna z wykorzystaniem nowoczesnych technik multimedialnych (prezentacji z elementami animacji, z ilustracjami i schematami przykładowych rozwiązań)

1. Wprowadzenie do systemów wbudowanych, kierunki rozwoju i przykłady zastosowań systemów wbudowanych w lotnictwie / 2

2. Wymagania stawiane systemom wbudowanym wykorzystywanym w lotnictwie w zakresie niezawodności, wytrzymałości, odporności i bezpieczeństwa / 2

3. Architektury systemów wbudowanych i krytycznych – system mikroprocesorowy, układ programowalny, układ hybrydowy, gotowe platformy sprzętowe / 2

4. Struktura i organizacja mikroprocesorów typu RISC z rdzeniem AVR, podstawowe rejestry funkcyjne i dedykowane, bity sterujące, zegar systemowy i układy zerujące, system przerwań, interfejsy programowania i uruchomieniowe, zintegrowane układy peryferyjne / 2

5. Struktura i organizacja mikroprocesorów typu RISC z rdzeniem PIC, podstawowe rejestry funkcyjne i dedykowane, bity sterujące, zegar systemowy i układy zerujące, system przerwań, interfejsy programowania i uruchomieniowe, zintegrowane układy peryferyjne / 2

6. Struktura i organizacja mikroprocesorów z rdzeniem zgodnym ze specyfikacją ARM: rdzeń i rejestry procesora, obsługa sytuacji wyjątkowych, wbudowane układy peryferyjne / 2

7. Struktura i organizacja układów programowalnych: budowa układów programowalnych, języki opisu logiki, obsługa interfejsów, przykłady rozwiązań sprzętowych / 2

8. Budowa i przykłady gotowych platform sprzętowych wykorzystywanych do szybkiego prototypowania systemów wbudowanych / 2

9. Oprogramowanie podstawowe systemów wbudowanych - cechy, mechanizmy, przykłady systemów operacyjnych / 2

10. Oprogramowanie wspomagające projektowanie układów i modułów elektronicznych oraz obwodów drukowanych / 2

11. Zasady wdrażania, nadzorowania i serwisowania systemów elektronicznych w lotnictwie / 2

12. Perspektywy rozwoju systemów wbudowanych - specjalizowanych układów elektronicznych w lotnictwie / 2

Ćwiczenia / metoda werbalno-praktyczna

1. Tworzenie specyfikacji wymagań w postaci scenariuszy i diagramu przypadków użycia / 2

2. Określenie i podział funkcji projektowanego modułu z wykorzystaniem diagramu architektury / 2

3. Określenie struktury wewnętrznej projektowanego urządzenia i jego podsystemów w oparciu o diagram klas, sekwencji i współpracy / 2

4. Opis stanów projektowanego urządzenia w postaci diagramu stanu i diagramu aktywności / 2

5. Rysowanie schematu ideowego modułu awionicznego - umieszczanie i usuwanie elementów, wyszukiwanie elementów w bibliotekach, zmiana atrybutów elementów, tworzenie połączeń, połączenia magistralowe / 2

6. Tworzenie i przypisywanie obudów, sprawdzanie kompletności opisów, projektowanie płytki drukowanej na podstawie listy połączeń, automatyczne rozmieszczanie elementów i prowadzenie ścieżek na płytce drukowanej / 2

7. 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 CISC / 4

2. Obsługa układów peryferyjnych mikrokontrolerów o architekturze RISC / 4

3. Realizacja sterowania sekwencyjnego w układzie programowalnym FPGA / 4

4. Realizacja aplikacji testowej pod kontrolą systemu operacyjnego na platformie z procesorem ARM / 4

Seminaria /metoda seminaryjna

1. Prezentacja i dyskusja harmonogramu poprawnego testowania urządzeń awionicznych / 2

2. Dyskusja opracowanych założeń na system wbudowany przeznaczony do zastosowania na pokładzie statku powietrznego / 2

3. Prezentacja wyników szacowania kosztów projektowania i realizacji systemu wbudowanego dedykowanego do zastosowania w lotnictwie / 2

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.

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 / K2_W05

W2 / Ma szczegółową wiedzę z zakresu projektowania, wytwarzania i certyfikacji urządzeń i systemów awionicznych / K2_W08

U1 / Potrafi zaplanować i zrealizować proces testowania urządzeń awionicznych / K2_U09

U2 / Potrafi opracować założenia i specyfikację techniczną na system wbudowany przeznaczony do zastosowania na pokładzie statku powietrznego / K2_U12

U3 / Potrafi szacować koszty projektowania i realizacji systemu wbudowanego dedykowanego do zastosowań w lotnictwie / K2_U16

K1 / Potrafi kreatywnie myśleć i działać w sposób przedsiębiorczy podczas wykonywania zadań inżynierskich / K2_K05

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: egzaminu.

Ćwiczenia zaliczane są na podstawie: zaliczenia z oceną.

Ćwiczenia laboratoryjne zaliczane są na podstawie: zaliczenia z oceną.

Seminarium zaliczane jest na podstawie: zaliczenia bez oceny.

Egzamin jest przeprowadzany w formie pisemnego testu sprawdzającego z zadaniami zamkniętymi i otwartymi.

Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest uzyskanie pozytywnych ocen z ćwiczeń rachunkowych i ćwiczeń laboratoryjnych oraz wykonanie prezentacji na seminarium.

Warunkiem zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych jest uzyskanie pozytywnych ocen z przygotowania i wykonania ćwiczenia oraz zaliczenia sprawozdań.

Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych na ocenę odbywa się na podstawie efektu U1.

Zaliczenie ćwiczeń na ocenę odbywa się na podstawie średniej z pozytywnych ocen za efekty kształcenia U2 i U3.

Efekty W1 i W2 sprawdzane są na dwóch kolokwiach i egzaminie pisemnym w postaci testu sprawdzającego z zadaniami zamkniętymi i otwartymi oraz podczas rozwiązywania zadań na ćwiczeniach audytoryjnych.

Efekt U1 sprawdzany jest w trakcie odpowiedzi, wykonywania zadań i przygotowywania sprawozdań na ćwiczeniach laboratoryjnych i podczas realizacji projektu na ćwiczeniach audytoryjnych.

Efekt U2 sprawdzany jest na ćwiczeniach audytoryjnych podczas wykonywania zadań z wykorzystaniem zapisu w UML oraz w pakiecie CAD dla elektroników.

Efekt U3 sprawdzany jest na ćwiczeniach audytoryjnych podczas wykonywania zadań w pakiecie CAD dla elektroników i na podstawie wykonanej prezentacji na seminarium.

Efekt K1 sprawdzany jest na podstawie obserwacji grupy podczas ćwiczeń rachunkowych i laboratoryjnych. Ocena za osiągnięcie tego efektu jest uzyskana łącznie z osiągnięciem efektów W1 i W2.