Beágyazott rendszerek tervezése

A tantárgy angol neve: Design of Embedded Systems

Adatlap utolsó módosítása: 2007. június 15.

Tantárgy lejárati dátuma: 2015. január 31.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Villamosmérnöki Szak

Beágyazott Információs Rendszerek Főszakirány

Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VIMM5157 9. 4/0/0/v 5 1/1
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Kolumbán Géza,
A tantárgy tanszéki weboldala http://www.mit.bme.hu/oktatas/targyak/vimm5157/
4. A tantárgy előadója

Név:

Beosztás:

Tanszék, Int.:

Dr. Péceli Gábor

egyetemi tanár

MIT

Szepessy Zsolt

tud. s. munkatárs

MIT

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

Beágyazott rendszerek építőelemei:

  • érzékelők, jelkondicionálók
  • AD/DA átalakítók
  • kommunikáció beágyazott rendszerekben
7. A tantárgy célkitűzése

A beágyazott rendszerek tervezési eljárásainak bemutatása alkalmazásorientált megközelítésben.

8. A tantárgy részletes tematikája

Bevezetés.

  • Beágyazott rendszerek felépítése. A beágyazott rendszerekkel szemben támasztott főbb követelmények (funkcionális, időzítési és megbízhatósági követelmények) . Ezek hatása a tervezésre.

Beágyazott rendszerek szoftver vonatkozásai

  • Időkezelés. Időkezelés főbb feladatai. Idő és sorrend. Kemény és puha valós idejű rendszerek. Hibás állapot kezelés. Vezérlési módok. Időmérés eszközei és módszerei, időnormáliák. Idő reprezentálása. Időkényszerek. Szinkronizálás, órarendszerek. Master-slave algoritmusok. Elosztott szinkronizációs algoritmusok.
  • Valós idejű rendszerek modellezése.
  • Ütemezés. Periodikus-, statikus-, ciklikus ütemezés. Prioritás alapú ütemezés. Operációs rendszer overhead-je. Memória management.
  • Valós idejű kommunikáció. Követelmények, flow control. Kommunikációs közeg elérési protokollok.
  • Valós idejű operációs rendszerek. Task management. Processzek közötti kommunikáció. Idő management. Hiba detektálás. Esettanulmány. Nyelvi támogatás és korlátozások. Real time programozási nyelvek.
  • A JAVA programozási nyelv beágyazott rendszerekben.
  • Beágyazott rendszerek tipikus szoftver architektúrái.

Beágyazott rendszerek hardver vonatkozásai

  • Beágyazott rendszerek tipikus hardver struktúrája.
  • Perifériák (AD/DA, kijelzők, billentyűzet, kommunikációs csatornák).
  • Periféria illesztés HW szempontjai. Regiszter, memóriába ágyazott, IO.
  • Periféria szikronizálása.
  • Beágyazott rendszerek feldolgozó egységei (controller, DSP, ASIC, FPGA). Integrált perifériák.

Beágyazott rendszerek tervezése

  • Tervezési módszerek: hardver-szoftver szétválasztás, hardver-szoftver együttes tervezés. HW eszközválasztás szempontjai. SW környezet választás szempontjai.
  • Tervezési megfontolások: RTOS alkalmazása,
  • Tesztelhetőség.
  • Fejlesztő rendszerek.
  • Beágyazó környezet kezelése.
  • Beágyazott rendszerek fejlesztési ciklusa.

Esettanulmány

Elektromágneses kompatibilitás.

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

(előadás, gyakorlat, laboratórium):

Előadás, ill. tantermi gyakorlat

10. Követelmények
  1. A szorgalmi időszakban: egy ZH,

házi feladat

b. A vizsgaidőszakban: írásbeli vizsga

  1. Elővizsga: nincs
11. Pótlási lehetőségek

ZH szorgalmi időszakban egy alkalommal pótolható. Házi feladat vizsgaidőszakban nem pótolható. Házi feladat ZH-val nem helyettesíthető.

12. Konzultációs lehetőségek

Előadóval történő egyéni megbeszélés szerint.

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

Előadásvázlatok interneten.

Kiegészítésképpen:

A. V. Oppenheim: Application of digital signal processing, Prentice-Hall, 1978.

Gert van der Horn, Johan L. Huijsing: Integrated smart sensors. Design and calibrations. Kluwer Academic Publishers, 1998.

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

(a tantárgyhoz tartozó tanulmányi idő körülbelüli felosztása a tanórák, továbbá a házi feladatok és a zárthelyik között (a felkészülésre, ill. a kidolgozásra átlagosan fordítandó/elvárható idők félévi munkaórában, kredit x 30 óra, pl. 5 kredit esetén 150 óra)):

 

Kontakt óra

60

Félévközi készülés órákra

30

Felkészülés zárthelyire

10

Házi feladat elkészítése

20

Kijelölt írásos tananyag elsajátítása

 

..

 

Vizsgafelkészülés

30

Összesen

150

15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

Név:

Beosztás:

Tanszék, Int.:

Dr. Péceli Gábor

egyetemi tanár

MIT

Szepessy Zsolt

tud. s. munkatárs

MIT

Dr. Dabóczi Tamás

docens

MIT

Dr. Simon Gyula

adjunktus

MIT