Politechnika Warszawska - Centralny System UwierzytelnianiaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Systemy wbudowane

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 103A-INIIT-ISP-SWB Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Systemy wbudowane
Jednostka: Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Grupy: ( Przedmioty obieralne )-Inżynieria systemów informatycznych-inż.-EITI
( Przedmioty techniczne )---EITI
( Systemy komputerowe )-Inżynieria systemów informatycznych-inż.-EITI
Punkty ECTS i inne: 6.00
Język prowadzenia: polski
Jednostka decyzyjna:

103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych

Kod wydziałowy:

SWB

Numer wersji:

1

Skrócony opis:

Cele przedmiotu

  • zapoznanie ze specyfiką architektury i projektowania systemów wbudowanych, ze szczególnym naciskiem na systemy stosowane w (szeroko pojmowanym) przemyśle
  • zapoznanie z podstawowymi standardami obowiązującymi dla tych systemów, również w aspekcie systemów klasy safety critical
  • przedstawienie podstawowych wymagań związanych z projektowaniem oprogramowania dla systemów wbudowanych, z uwzględnieniem wymagań związanych z działaniem w czasie rzeczywistym
Wymagania wstępne
  • znajomość programowania strukturalnego z użyciem języka C
  • znajomość podstaw budowy układów cyfrowych, w tym mikroprocesorów
  • znajomość podstaw inżynierii oprogramowania

Pełny opis:

Cele przedmiotu

  • zapoznanie ze specyfiką architektury i projektowania systemów
    wbudowanych, ze szczególnym naciskiem na systemy stosowane w (szeroko
    pojmowanym) przemyśle

  • zapoznanie z podstawowymi standardami obowiązującymi dla tych
    systemów, również w aspekcie systemów klasy safety critical

  • przedstawienie podstawowych wymagań związanych z projektowaniem
    oprogramowania dla systemów wbudowanych, z uwzględnieniem wymagań
    związanych z działaniem w czasie rzeczywistym

Wymagania wstępne


  • znajomość programowania strukturalnego z użyciem języka C

  • znajomość podstaw budowy układów cyfrowych, w tym mikroprocesorów

  • znajomość podstaw inżynierii oprogramowania



Treść wykładu
Podstawowe pojęcia


  • System wbudowany: System wbudowany a system ogólnego
    zastosowania. Co jest a co nie jest systemem wbudowanym - "zamazana"
    granica.

  • Reaktywność: Reaktywność a interaktywność. Środowisko i jego
    wymagania. Sprzężenie zwrotne ? zmiany środowiska powodowane przez
    system reaktywny.

  • Czas rzeczywisty: Definicja. Wymagania dla sprzętu i (zwłaszcza)
    oprogramowania. Rola systemu operacyjnego.

  • Wzajemnie kolidujące wymagania: Koszt - wymagania środowiskowe -
    wydajność - równoważność sprzętu i oprogramowania. Niezawodność i
    wiarygodność. Dostępność (availability), MTBF, MTTR.

  • Zastosowania / typy systemów: Systemy konsumpcyjne, przemysłowe
    (produkcyjne), pojazdów i statków powietrznych, militarne. Systemy
    krytyczne dla bezpieczeństwa i systemy krytyczne dla misji.

  • Aspekty biznesowe: Podstawowe pojęcia: koszty i czas (NRE, TTM),
    projektowanie i mityczny osobomiesiąc

Prosty system mikroprocesorowy

  • Mikrokontrolery: Cechy charakterystyczne. Mikrokontrolery
    uniwersalne i specyficzne aplikacyjnie. Integracja pamięci i modułów
    we-wy. Przykłady.

  • Podstawowe interfejsy i moduły we/wy: Porty. Interfejsy szeregowe
    (w tym SPI, I2C) i równoległe. Przetworniki ADC/DAC.

  • Systemy uruchomieniowe i narzędzia programowe: Host a system
    docelowy. Symulacja i jej ograniczenia. Kompilacja skrośna i problemy
    debugowania.

  • Studium przypadku: Z8 Encore: Opis mikrokontrolera, system
    uruchomieniowy, własności środowiska przygotowania aplikacji.

Projektowanie/

  • Czas życia i jego modele: Model wodospadu i spirali. Model V
    (projektowanie). Model Harmony. Cykl życia systemu i procesy cyklu
    życia - odniesienia do standardów ISO/IEC 12207 i ISO/IEC 15288.

  • Modele przetwarzania (MoC) w systemach wbudowanych: Pożądane
    własności. Procesy i sygnały. Modele bezczasowe, synchroniczne i z
    czasem dyskretnym.

  • Formalizmy do modelowania w projektowaniu systemów wbudowanych:
    Maszyny stanowe (FSM, FSMD, i inne modele skończenie stanowe, w tym
    Statecharts Harela). Sieci Petriego. Języki modeli synchronicznych
    (przykład: Esterel)

  • Zastosowanie UML i SysML: Diagramy i ich zastosowanie; aspekty
    czasu rzeczywistego. SysML ? krótki tutorial. Wybrane studium
    przypadku. Modele wykonywalne i xUML.

Sprzęt

  • Współprojektowanie sprzętu i oprogramowania; SoC

  • Technologie w systemach wbudowanych

  • Komunikacja systemów rozproszonych specyficzna dla systemów
    wbudowanych

Oprogramowanie (systemowe)

  • systemy operacyjne czasu rzeczywistego (RTOS): Wymagania dla
    obsługi przerwań i planisty. Jądro monolityczne czy mikrojądro -
    problem skalowalności. Mechanizmy komunikacji i synchronizacji
    procesów/wątków. POSIX. Pobieżny przegląd przykładów: OS-9, QNX,
    VxWorks.

  • zarządzanie zadaniami: Typy zadań, przełączanie kontekstu,
    priorytety, wywłaszczanie, problem inwersji priorytetów. Studium
    przypadku: scheduler w OS-9

  • przegląd strategii (algorytmów) planisty: Strategie sprawiedliwe
    i priorytetowe. Strategie priorytetowe zadań cyklicznych (w tym RMS)



Zakres laboratorium
Obejmuje ćwiczenia dotyczące programowania z użyciem s.o. VxWorks. Środowiskiem systemu jest maszyna wirtualna. Wykonywane w zespołach 2-osobowych.

Zakres projektu
Specyfikacja i wymagania dla podanego zadania; projekt architektury oprogramowania systemu w UML/SysML; implementacja wskazanych fragmentów (funkcjonalności) w C dla s.o. VxWorks (POSIX). Wykonywane w zespołach 2-osobowych.

Poprzedniki
Typ poprzednikaNr poprzednikaKod poprzednikaNazwa poprzednika
Zalecany1103A-INIIT-ISP-ECYElektronika cyfrowa
Zalecany1103B-INIIT-ISP-ECYElektronika cyfrowa
Zalecany2103A-INxxx-ISP-SOISystemy operacyjne
Zalecany3103B-INIIT-ISP-TMTechnika mikroprocesorowa

Literatura:

    1. Frank Vahid, Tony Givargis: Embedded System Design: A Unified
      Hardware/Software Introduction. Wiley 2002

    2. Richard Zurawski (ed): Embedded System Handbook, Taylor
      Francis Group, 2006

    3. Dokumentacja s.o. VxWorks v.6.3

    4. Inne: standardy i publikacje z IEEE, OMG, ACM itd.

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2017/2018 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2017-10-01 - 2018-02-18
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 20 miejsc więcej informacji
Projekt, 15 godzin, 20 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 20 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Henryk Dobrowolski
Prowadzący grup: (brak danych)
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2013/2014 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2014-02-24 - 2014-09-28
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Projekt, 15 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 30 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Henryk Dobrowolski
Prowadzący grup: Henryk Dobrowolski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2012/2013 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2013-02-20 - 2013-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Projekt, 15 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Henryk Dobrowolski
Prowadzący grup: Henryk Dobrowolski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103200 - Instytut Informatyki

Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Politechnika Warszawska.