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

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Beágyazott és ambiens rendszerek laboratórium

    A tantárgy angol neve: Embedded and Ambient Systems Laboratory

    Adatlap utolsó módosítása: 2017. november 1.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Villamosmérnöki alapszak

    Beágyazott és irányító rendszerek specializáció

    Beágyazott információs rendszerek ágazat

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIMIAC09 6 0/0/3/f 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Dülk Ivor, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék
    A tantárgy tanszéki weboldala http://www.mit.bme.hu/oktatas/targyak/VIMIAC09/
    4. A tantárgy előadója Dr. Dülk Ivor egyetemi adjunktus, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék  
    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Digitális technika
    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    (Szakirany("AVINbeagy", _)
    VAGY Szakirany("AVIbeagy", _)
    VAGY Training.code=("5NAA7") )

    ÉS NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIMIA350" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény("BMEVIMIA350", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

    A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

    A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

    Ajánlott:
    -
    7. A tantárgy célkitűzése
    A hallgatók elméleti és gyakorlatai ismereteinek megalapozása a digitális rendszertervezés területén, különös tekintettel a beágyazott és ambiens rendszerek megvalósítási követelményeire. A tárgy keretén belül a hallgatók támogatást kapnak az összetett hardverkomponenseket is tartalmazó rendszerek tervezési módszereinek megismeréséhez, a tervezést támogató fejlesztői környezetek alkalmazásához, a hatékony tervezői módszerek és eszközök használatának elsajátításához. A tematikus mérések során a hallgatók gyakorlati tapasztalatokat szereznek a komplex beágyazott és ambiens rendszerek témaköréhez kapcsolódó ismeretek megalapozására, reprezentatív példákkal az autóipari, jelfeldolgozási és különböző méréstechnikai területekről. 
     

    Megszerezhető készségek, képességek: A hallgatók a mérési és tervezési feladatok elvégzése kapcsán megismerkednek a korszerű, nagybonyolultságú programozható logikai áramkörök (FPGA) alkalmazástechnikájával, elsajátítják az eszközök használatát az adott tervezési feladat megvalósítása, optimalizálása, szimulációs és áramkörön belüli logikai analizátorral történő ellenőrzése során. Megismerik a nagysebességű digitális rendszerek fejlesztési, bemérési stratégiáit. A tervezési feladatok az egyetlen áramkörön belül megvalósított beágyazott mikroprocesszoros rendszerek tipikus interfészegységeinek megvalósítását jelentik, megfelelő szoftvereszközök kiegészítésével. Külön mérések szolgálnak a komplex beágyazott rendszerek autóipari kommunikációs egységekben, az elosztott érzékelő-jelfeldolgozó hálózatokban illetve a méréstechnikai, adatfeldolgozási feladatokban történő alkalmazásainak bemutatására. 
    8. A tantárgy részletes tematikája

    1.-2.-3. FPGA áramkörök és tervezői rendszereik ismertetése

    A korszerű beágyazott rendszerek tervezésében egyre nagyobb szerep jut a programozható logikai elemek alkalmazásának. A nagybonyolultságú eszközök korszerű tervezői környezete gyors prototípusfejlesztést, megbízható ellenőrzési módszereket biztosít a komplex digitális rendszerek megvalósításához. A mérés kapcsán a hallgatók megismerik az eszközkészlet jellemző tulajdonságait, a magas szintű hardverleíró nyelvek modellezési és szintézis lehetőségeit, egy egyszerű ALU egység tervezése kapcsán.

    4.-5.-6. Összetett mikroprocesszoros beágyazott rendszer tervezése

    A mérés során a hallgatók összeállítanak a Xilinx EDK fejlesztői környezet alkalmazásával összeállítanak egy konfigurálható 32 bites soft-core mikroprocesszort és különböző periféria-rendszerelem komponenseket tartalmazó beágyazott mikroprocesszoros rendszert. A teljes rendszerspecifikáció magába foglalja a szükséges processzortulajdonságok kiválasztását, a memória-vezérlők konfigurálását, a rendszer-címtartomány specifikálást, a perifériamodulok paraméterezését. A szoftveralkalmazás fejlesztése magas szintű C nyelven történik, Eclipse környezetben, a nyílt forráskódú fejlesztési eszközök ismert technológiájával. A HW-SW együttes fejlesztés során megismerik a korszerű hibakeresési és debuggolási módszereket is.     

    7. CAN kommunikáció vizsgálata

    Ebben a mérésben a hallgatók megismerkednek a CAN alapjaival és egy CAN protokoll analizátor használatával. Megvizsgálják a CAN fizikai rétegét (jelszintek, jelalakok), majd elemzik az adatkapcsolati réteg keretformátumát. Az alkalmazási réteget egy autós rendszer belső kommunikációját szintén protokoll analizátorral vizsgálják. A mérés végén valódi és szimulált elemekből összeállítanak egy drive-by-wire autómodellt, amelynek működését a CAN monitorozásával fognak nyomon követni, naplózni és feldolgozni.

    8. LIN kommunikáció vizsgálata

    A modern beágyazott rendszerekben, és különösen a mai autókban, egyszerűbb kommunikációs feladatokra használják a LIN hálózatot. A mérés során a hallgatók megismerkednek a LIN hálózat elemeivel, valós komponensekből összeállítanak egy egyszerű master-slave LIN rendszert, és elkészítik a működtető programot. Gateway segítségével hozzákapcsolják a LIN hálózatot egy magasabb szintű hálózathoz, pl. CAN-hez, és elemzik a kommunikáció folyamatát

    9. -10. Elosztott rendszerek és szenzorhálózatok

    Jelátvitel rádiós csatornán. Mintavétel szinkronizációjának megvalósítása. Akusztikus jel mintavételezése mote-ok segítségével, fúzió DSP-n.

    Hangforrás irányának meghatározása mote-ok és DSP processzorok alkotta összetett rendszerben. Visszacsatolás szenzorhálózatban.

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

    A tárgy 10 db 4 órás foglalkozásból áll. A foglalkozásokat a Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék laboratóriumaiban tartjuk. 

    10. Követelmények

    a.     A szorgalmi időszakban a hallgatók az előírt mérési, tervezési feladatokat végzik el. Az egyes mérési blokkok eredményéről minden esetben mérési jegyzőkönyv készül. A mérésre kapott érdemjegyet a mérést bevezető felelet, a mérés során mutatott aktivitás és a jegyzőkönyv alapján állapítjuk meg. A feladatok értékelése után kialakított félévközi jegy az összes érdemjegy átlaga, x.50-től felfelé kerekítve. 

    b.     A vizsgaidőszakban: -

    c.        Elővizsga: -

    Az aláírás feltétele a félévközi mérések egyenkénti, legalább elégséges szintű teljesítése.

    11. Pótlási lehetőségek

    Hiányzás esetén a teljes félév során maximum 2 foglalkozás pótolható, függetlenül a mulasztás okától vagy a mulasztott alkalmak számától.

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    Elektronikus segédanyagok a tárgy tanszéki honlapján.

    http://www.mit.bme.hu/oktatas/targyak/vimiac09

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra42
    Félévközi készülés laborra28
    Jegyzőkönyvek elkészítése30
    Önálló tananyag-feldolgozás
    20
    Összesen120
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Dr. Fehér Béla

    egyetemi docens

    MIT

    Dr. Sujbert László

    egyetemi docens

    MIT

    Dr. Tóth Csaba

    t. docens

    MIT

    Scherer Balázs

    mestertanár

    MIT

    IMSc tematika és módszer
    Az IMSc programban résztvevő hallgatók számára lehetőség van az alapfeladatokon felül további kiegészítő, "extra" részfeladatok megvalósítására az adott mérésekhez kapcsolódóan. Ezek az "extra" feladatok a tananyag átfogóbb, mélyebb megértését segítik.
    IMSc pontozás

    A tárgy keretén belül összesen 20 IMSc pont szerezhető és csakis abban az esetben, ha a hallgató tárgyra kapott év végi érdemjegye jeles.

    Az IMSc pontok az egyes mérésekhez (mérési blokkokhoz) kapcsolódó, az adott félév elején ismertetett kiegészítő feladatok sikeres elvégzése esetén szerezhetők.  

    Az IMSc pontok megszerzése a programban nem szereplő hallgatók számára is biztosított.