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: |
(brak)
Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS: - roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
- tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
- 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
- tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
- nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.
zobacz reguły punktacji
|
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
|
Literatura: |
- Frank Vahid, Tony Givargis: Embedded System Design: A Unified
Hardware/Software Introduction. Wiley 2002
- Richard Zurawski (ed): Embedded System Handbook, Taylor
Francis Group, 2006
- Dokumentacja s.o. VxWorks v.6.3
- Inne: standardy i publikacje z IEEE, OMG, ACM itd.
|