Wydział Informatyki - Informatyka (S1)
specjalność: Inżynieria komputerowa
Sylabus przedmiotu Systemy wbudowane:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Informatyka | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | nauki techniczne, studia inżynierskie | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Systemy wbudowane | ||
| Specjalność | Inżynieria komputerowa | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Architektury Komputerów i Telekomunikacji | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Mirosław Łazoryszczak <Miroslaw.Lazoryszczak@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Marek Jaskuła <Marek.Jaskula@zut.edu.pl>, Radosław Maciaszczyk <Radoslaw.Maciaszczyk@zut.edu.pl>, Krzysztof Makles <Krzysztof.Makles@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 4,0 | ECTS (formy) | 4,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | 4 | Grupa obieralna | 1 |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Programowanie 1 |
| W-2 | Technika mikroprocesorowa |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie się obsługą i programowaniem systemów wbudowanych z poziomu systemu operacyjnego. |
| C-2 | Opanowanie podstawowej umiejętności programowania platform wbudowanych z na poziomie systememu operacyjnego |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Instalacja i konfiguracja środowiska projektowego. | 2 |
| T-L-2 | Własne jądro systemu: budowa i instalacja na własnej platformie. | 2 |
| T-L-3 | Aplikacja, program, proces, wątek, synchronizacja, komunikacja międzyprocesowa i międzykomputerowa. | 2 |
| T-L-4 | Budowa modułu jądra systemu. | 2 |
| T-L-5 | Komunikacja moduł jądra – warstwa użytkownika (netlink). | 2 |
| T-L-6 | Budowa kanonicznego sterownika. | 4 |
| T-L-7 | Sterowniki sieciowe. | 2 |
| T-L-8 | Realizacja wybranych aplikacji i projektów własnych: obsługa dźwięku w systemie Linux, kodowanie i dekodowanie dźwięku. | 6 |
| T-L-9 | Realizacja wybranych aplikacji i projektów własnych: obsługa modułów zewnętrznych z wykorzystaniem magistral SPI. I2C, 1Wire oraz sieci bezprzewodowych. | 6 |
| T-L-10 | Podsumowanie i zaliczenie laboratoriów | 2 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Systemy wbudowane - zakres przedmiotu, pojęcia, kontekst, narzędzia, aplikacje. | 2 |
| T-W-2 | Systemy operacyjne w systemach wbudowanych ze szczególnym uwzględnieniem systemu Linux | 2 |
| T-W-3 | Środowisko cross-kompilacji dla architektur ARM | 2 |
| T-W-4 | Środowiska i automatyczne narzędzia budowy kodu w systemach wbudowanych | 2 |
| T-W-5 | Moduły jądra systemu i ich kontekst | 2 |
| T-W-6 | Konfiguracja i kompilacja jądra systemu. | 2 |
| T-W-7 | Programowanie w jądrze. Własne moduły jądra. Synchronizacja jądra. Obsługa przerwań. Funkcje udostęniane przez moduły. Parametry konfiguracyjne. Obsługa systemu plików. Sterowniki urządzeń. | 6 |
| T-W-8 | System bazowy, ramdysk, urządzenia blokowe, pamięć flash, rozwiązania hybrydowe, sieciowy system plików, narzędzia pomocnicze. | 4 |
| T-W-9 | Uruchamianie systemu: bootstrap, SAM-BA, bootloadery, u-boot, optymalizacja czasu uruchamiania systemu. | 4 |
| T-W-10 | Diagnostyka: sprzętowe narzędzia debugowania, debugowanie aplikacji, śledzenie procesów, debugowanie jądra. | 2 |
| T-W-11 | Podsumowanie i zaliczenie wykładu | 2 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-L-2 | Przygotowanie do zajęć. | 18 |
| A-L-3 | Udział w konsultacjach. | 2 |
| 50 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-W-2 | Przygotowanie do zaliczenia. | 18 |
| A-W-3 | Udział w konsultacjach. | 2 |
| 50 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny |
| M-2 | Ćwiczenia laboratoryjne z elementami projektu |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Ocena uzyskanej wiedzy na podstawie zaliczenia wykładu. |
| S-2 | Ocena formująca: Bieżąca ocena realizacji zadań i projektów studentów podczas zajęć laboratoryjnych. |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Ocena ogólnego poziomu realizacji zadań laboratoryjnych. |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| I_1A_D01.06.1_W01 Student posiada wiedzę na temat programowania układów mikroprocesorowych wraz z urządzeniami peryferyjnymi w autonomicznym systemach komputerowych na poziomie systemu operacyjnego. | I_1A_W04, I_1A_W10 | — | — | C-1 | T-W-5, T-W-7, T-W-8, T-W-6, T-W-2, T-W-4, T-W-3, T-W-9, T-W-1, T-W-10 | M-1 | S-1 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| I_1A_D01.06.1_U01 Student potrafi programować wybrane układy mikroprocesorowe wraz z urządzeniami peryferyjnymi w autonomicznych systemach komputerowych na poziomie systemu operacyjnego. | I_1A_U09, I_1A_U04, I_1A_U10 | — | — | C-2 | T-L-4, T-L-3, T-L-1, T-L-5, T-L-8, T-L-2, T-L-6, T-L-7, T-L-9 | M-2 | S-2, S-3 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| I_1A_D01.06.1_W01 Student posiada wiedzę na temat programowania układów mikroprocesorowych wraz z urządzeniami peryferyjnymi w autonomicznym systemach komputerowych na poziomie systemu operacyjnego. | 2,0 | |
| 3,0 | Student zna podstawowe pojęcia związane z systemami wbudowanymi w kontekście powiązania architektury mikroprocesorów z systemem operacyjnym. Rozumie i zna zależności w warstwie użytkownika i jej odniesienie do warstwy jądra systemu. | |
| 3,5 | Jak na ocenę 3,0 i dodatkowo zna pojęcia i procesy związane z jądrem systemu i jego kontekstem. | |
| 4,0 | Jak na ocenę 3,5 i dodatkowo zna metody komunikacji pomiędzy jądrem systemu i warstwą użytkownika. | |
| 4,5 | Jak na ocenę 4,0 i dodatkowo zna zagadnienie budowy sterowników urządzeń. | |
| 5,0 | Jak na ocenę 4,5 i dodatkowo biegle porusza się w zagadnieniach zależności i komunikacji między warstwą sprzętową a warstwą aplikacji. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| I_1A_D01.06.1_U01 Student potrafi programować wybrane układy mikroprocesorowe wraz z urządzeniami peryferyjnymi w autonomicznych systemach komputerowych na poziomie systemu operacyjnego. | 2,0 | |
| 3,0 | Student potrafi wykonać wybrane etapy z dopuszczalnymi uchybieniami. | |
| 3,5 | Jak na ocenę 3,0 i dodatkowo jest świadomy źródeł uchybień i potrafi określić sposoby ich eliminacji. | |
| 4,0 | Jak na ocenę 3,5 przy czym rozwiązania studenta zawierają pojedyncze uchybienia. | |
| 4,5 | Jak na ocenę 4,0 przy czym rozwiązania studenta mogą zawierać drobne błedy nie wpływające znacząco na jakość systemu. | |
| 5,0 | Jak na ocenę 4,5 i dodatkowo student wykorzystuje w praktyce opis architektury systemu na poziomie niezbędnych diagramów modelowania. |
Literatura podstawowa
- Marcin Bis, Linux w systemach embedded, BTC, Legionowo, 2011
- P. Raghavan et al., Embedded Linux system design and development, Taylor & Francis Group, 2006
- Marilyn Wolf, High-Performance Embedded Computing, Elsevier, 2014
- Robert Oshana, Mark Kraeling, Software Engineering for Embedded Systems Methods, Practical Techniques, and Applications, 2013, Elsevier
Literatura dodatkowa
- Roman Ulan, Wzorce silników zdarzeń, dostępne online, 2011, http://bottega.com.pl/artykuly-i-prezentacje#cpp
- Jonathan Corbet, Alessandro Rubini, and Greg Kroah-Hartman, Linux Device Drivers, O'Reilly, 2005