Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Ipari beágyazott rendszerek

    A tantárgy angol neve: Industrial Embedded Systems

    Adatlap utolsó módosítása: 2011. március 30.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Szakfelelős: Gépészmérnöki Kar

    Beoktató: Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Mechatronikai Mérnöki mesterszak, MSc képzés

    Integrated Engineering szakirány, kötelező

    Gépészeti Modellezés mesterszak, MSc képzés

    Industrial Electronics szakirány, választható

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIAUM010   1/0/1/f 3  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Sütő Zoltán, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék
    4. A tantárgy előadója

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr. Sütő Zoltán

    docens

    Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

    A tantárgy a C programozási nyelv és a strukturált programozási technikák ismeretére épít.

    7. A tantárgy célkitűzése

    A tantárgy célja, hogy megismertesse a gépészmérnök hallgatókat a modern ipari folyamatirányító rendszerek felépítésével, működési elvével és alkalmazási lehetőségeivel. A tantárgy során szerzett ismeretekkel a hallgató képes lesz különbséget tenni a különböző kapacitású és tudású beágyazott rendszerek között és képes lesz mérlegelni a különböző tulajdonságok között, hogy a megfelelő berendezést válassza. Ugyanakkor a félév során elvégzett nagyfeladat révén némi gyakorlathoz jutnak a hallgatók és olyan gyakorlati tapasztalatokkal ruházza fel őket, mely későbbiekben lehetővé teszi a kérdéses területen való elmélyedést, valamint irányt mutat az ismeretek bővítésére és hatékony alkalmazására.

    8. A tantárgy részletes tematikája

    Hét

    (E – Előadás, L – Labor gyakorlat, S –Számonkérés)

    1

    E1. Bevezetés a beágyazott rendszerekbe. Legfontosabb jellemzők, követelmények. A korszerű beágyazott rendszerek és távfelügyeletének elemei. Csoportosítás teljesítmény, alkalmazási terület és programozási technikák szerint. Hardver és szoftver komponensek. Fejlesztő eszközök. A beágyazott rendszerek fejlesztésének folyamata. Mechatronikai példák.

    2

    E2. A szoftver fejlesztés eszközei. Programozási nyelvek. Fejlesztő és tesztelő környezetek, szimulátorok. Fejlesztő környezetek csoportosítása. Hibakeresés technikái. Szimulátorok: viselkedés szintű és áramköri szintű. Gerjesztés megadásának lehetőségei. Szimulációs sebesség.

    3

    L1. Ismerkedés egy mikrokontrolleres fejlesztő környezettel. Egyszerű funkciók megvalósítása, digitális ki/bemenetek kezelése, kijelzők, nyomógombok.

    4

    E3. Hardver megoldások, architektúrák. Általánosan programozható megoldások és alkalmazás orientált célrendszerek. SoC (System on Chip). Integráltság kérdései, a gyorsaság, fogyasztás és az ár figyelembevételével. Illesztő egységek és perifériák. Digitális rendszerek illesztése analóg jelekhez. Nem villamos mennyiségek szenzorai. Szűrés és sávszélesség.

    5

    L2. Perifériák kezelése, A/D, D/A, PWM, időzítők. Megszakítások. DMA. Vegyes C és Assembly programok.

    6

    E3. Kommunikáció és adatgyűjtés. A részegységek közötti kommunikáció kérdése. Lokális és kiterjedt hálózatok, zavarszűrés és kompenzálás. Vezetékes és vezeték nélküli megoldások.  Kommunikációs szabványok, protokollok.

    7

    L3. Soros kommunikáció implementálása.

    8

    E5. Beágyazott rendszerek modellezése. Komplex feladatok részfeladatokra bontása. Az objektumorientált megközelítés, ismerkedés az UML diagramokkal.

    9

    E6. Beágyazott operációs rendszerek, gyenge és erős valós idejű rendszerek (soft és hard real time), monolitikus vagy mikro kernel. Folyamatok, szálak. A szálak közötti kommunikációs lehetőségek. Megszakítások, védett erőforrás elérések (mutexek), szemaforok, FIFO-k és csatornák.

    10

    S1. Zárthelyi

    1113

    L4 – L6. Önálló tervezési feladat: kivitelezés, tesztelés. Folyamatos konzultáció.

    14

    S2. – Önálló tervezési feladat bemutatása.

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

    A tantárgy oktatása előadások és az elméleti anyag elmélyítését segítő laboratóriumi gyakorlatok formájában történik. A laboratóriumi gyakorlatok keretében részben egy konkrét mikrokontrolleres fejlesztő eszköz gyakorlati megismerése, részben pedig egy önálló tervezési feladathoz kapcsolódó résztevékenységek elvégzése történik, amit folyamatos konzultáció támogat.

    10. Követelmények

    A félév érvényességének feltételei:

    1.      A félév során kiadott önálló tervezési feladat elkészítése és beadása határidőre. Az önálló feladatot a hallgató rövid előadás formájában mutatja be, mely előadás 15%-os részét képezi a feladatra adott jegynek.

    2.      A félévközi jegyet a zárthelyi dolgozat, és az önálló feladat pontszámainak átlaga alapján ajánljuk meg. Mindkét jegynek minimum elégségesnek kell lennie.

     

    Érdemjegy megajánlás az elért pontszámok alapján:


    0-39

    40-55

    56-70

    71-85

    86-100

    elégtelen (1)

    elégséges (2)

    közepes (3)

    jó (4)

    jeles (5)

     

    11. Pótlási lehetőségek

    1.      A zárthelyi egyszeri pótlására lehetőséget biztosítunk a szorgalmi időszakban és a pótlási héten is.

    2.      Az önálló feladat bemutató elmulasztására pótlási lehetőség nincs, ez automatikusan az előadásra adható pontszámok elvesztését jelenti, maga a feladat a pótlási hét végéig adható be különeljárási díj ellenében.

    3.      A hallgatónak lehetősége van a megajánlott jegyet szóbeli vizsgával módosítani.  

    12. Konzultációs lehetőségek

    A konzultációkat a tanszéki hirdetőtáblán és a Honlapon meghirdetett időpontban tartjuk.

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    1.    Alain Burns, Andy Wellings, Real Time Systems and Programming Languages: Ada 95, Real-Time Java and Real-Time C/POSIX (3rd Edition), Addison Wesley, (April 5, 2001)

    2.    Rick Grehan, Robert Moote, Ingo Cyliax, Real-Time Programming: A Guide to 32-bit Embedded Development, Addison-Wesley Professional, Bk&CD-ROM ed. (December 9, 1998)

    3.    Jean J. Labrosse, MicroC OS II: The Real Time Kernel (With CD-ROM)

    4.    Albert M. K. Cheng, Required textbook: Real-Time Systems: Scheduling, Analysis, and Verification, John Wiley & Sons.

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra28
    Félévközi készülés órákra12
    Felkészülés zárthelyire10
    Házi feladat elkészítése30
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása 
    Vizsgafelkészülés 
    Összesen90
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr. Sütő Zoltán

    docens

    Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék