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

    Belépés
    címtáras azonosítással
    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Rendszerarchitektúrák

    A tantárgy angol neve: System Architectures

    Adatlap utolsó módosítása: 2009. október 31.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Villamosmérnöki szak, MSc képzés

    Beágyazott információs rendszerek szakirány
    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIMIM149 1 2/1/0/v 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Fehér Béla,
    A tantárgy tanszéki weboldala http://www.mit.bme.hu/oktatas/targyak/vimim149
    4. A tantárgy előadója Dr. Fehér Béla docens
    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Digitális rendszerek, kommunikációs technológiák
    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIMIMA08" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény("BMEVIMIMA08", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

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

    A kötelező előtanulmányi rend az adott szak honlapján és képzési programjában található.

    7. A tantárgy célkitűzése

    A tantárgy elsődleges célja, hogy bemutassa a beágyazott rendszerek (BR) tervezési platformját képező rendszerkomponenseket, és így megalapozza a később sorra kerülő Rendszertervezés c. tantárgy oktatását. A tantárgy alkalmazás orientált módon áttekinti a BR-ek komponenseit, azok összehasonlításának és kiválasztásának szempontjait. A fő hangsúly az egyes komponensek fizikai folyamatokhoz és egymáshoz való illesztésén és, vakllamint a kommunikációs feladatok megoldásán van. Ismerteti azokat a módszereket is, amelyek szükségesek egy specifikált megbízhatóságú BR megtervezéséhez.

    A tantárgy követelményeit eredméynesen teljesítő hallgatóktól elvárható, hogy átfogó alkalmazói színtű ismeretekkel rendelkezzenek a BR-ek komponenseiről. Képesek legyenek a rendszerben alkalmazott analóg jelkondícionálást is magába foglaló, be- és kimeneti eszközök megtervezésére. Átfogoó alkalmazói ismeretekkel rendelkezzenek a BR-ekben alkalmazott kommunikációs elvekről, hálózatokról és eszközökről. Felhasználói szinten ismerjék a beágyazott rendszerekben használt számítógépes eszközök és rednszerek adott megbízhatóságúra tervezésének módszereit. Ezen képességek birtokában hallgató képes lesz egy adott specifikációt kielégítő rendszerkomponens megtervezésére, egy komplex BR telepítésére és üzemeltetésére.

    8. A tantárgy részletes tematikája A beágyazott rendszerek felépítése, azok rendszerkomponensei. Belső erőforrások és környezeti kapcsolatok. A befogadó környezet szerepe a rendszerkialakításban. Ember-gép kapcsolat, gép-gép kapcsolatok és ezek illesztési kérdései.

     

    A BR-ek I/O eszközei. Az I/O feladatok értelmezése, tipikus alkalmazási környezetekben. Tipikus elvárások a mérésadatgyűjtés, analóg jelkondicionálás, jelfeldolgozás területén. Nagypontosságú jelfeldolgozás követelményei. Kimeneti fokozatok, analóg, digitális meghajtási kérdések. Gyakorlat: Egy analóg bemeneti csatorna tervezési kérdései.

     

    A BR-ek információ feldolgozó eszközei: mikrovezérlők, mikroprocesszorok, jelfeldolgozó processzorok és FPGA áramkörök. A feldolgozó eszközök erőforrásainak értékelése, végrehajtási idők tipikus feladatok során, alkalmasság elemzése a követelmények ismeretében. Gyakorlat: Mintafeladat kidolgozása eltérő típusú platformokra.

     

    A BR-ek kommunikációs eszközei. A hálózati kategóriák áttekintése, kommunikációs rendszerek felépítésének ismertetése. A kommunikációs eszközök működésének bemutatása a tipikus hálózati alkalmazások ismertetése: (1) Ethernet (LAN) és az internet protokolljai. (2) CAN és TTCAN terepbuszok és eszközök (3) ZigBee (PAN) rádiós hálózati eszközök. A hálózati eszközök megvalósítása és a médium vezérlő és a fizikai réteg feladatai, azok kialakításának szempontjai. Gyakorlat: CAN kommunikációs folyamat mérése egy mintahálózaton

     

    Az érzékelő hálózatok jellemzői, elvárások a elemi egységek tulajdonságait illetően. Érzékelő kártyák tulajdonságainak méretezése, optimális partícionálás a hálózati jelleg és az önálló feladatvégzés tekintetében, lokális számítási kapacitás kialakítása, kommunikációs sávszélesség igény hangolása, méretezése a feladatvégzés szempontjából. Az egységek fogyasztása, a fogyasztásminimalizálás lehetséges tervezési és működtetési lehetőségei. Az érzékelő hálózatokban alkalmazott ad-hoc topológiák, azok dinamikus kiépítésének módszerei. Gyakorlat: Egy érzékelő hálózatos konkrét projekt áttekintése, elemzése

     

    A BR-ekben alkalmazott számítógépes rendszerek megbízhatósága, a hibatűrő rendszerek kialakításának elvei, a hiba felfedése és javítása.  A hiba jelenségek osztályozása, előírások a működés megbízhatóságára vonatkozóan. Eljárások és méretezés megbízhatósági követelményigények kielégítésére. Gyakorlat: Hibatűrő rendszerek kialakítása, tesztelése

     

     

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) Előadás és gyakorlat
    10. Követelmények

    A tárgyból szóbeli vizsgát tartunk. A vizsgára csak az jelentkezhet, aki az aláírást megszerezte.

    Az aláírás megszerzésének feltétele a szorgalmai időszak vége előtt az elfogadható szintű házi feladat beadása.

    11. Pótlási lehetőségek

    A házi feladat a szorgalmi időszakban és a pótlási időszakban is beadható.

    12. Konzultációs lehetőségek Megbeszélés szerint
    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    Zoran Salcic: Digital Systems Design and Prototyping using Field Prorammable Logic, Kluwer academic Publishers, 1997

    P.Marwedel: Embedded System Design,  Springer, 2006,

    Frank Vahid: Embedded System Design: A Unified Hardware/Software Introduction, Wiley, 2001,

    Előadások óravázlata letölthető a tárgy honlapjáról

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra42
    Félévközi készülés órákra10
    Felkészülés zárthelyire0
    Házi feladat elkészítése20
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása0
    Vizsgafelkészülés48
    Összesen120