Wydział Informatyki - Informatyka (S1)
specjalność: Inżynieria systemów informacyjnych
Sylabus przedmiotu Technika mikroprocesorowa:
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 | Technika mikroprocesorowa | ||
| 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>, Mariusz Kapruziak <Mariusz.Kapruziak@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 | 3 | Grupa obieralna | 2 |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Architektura systemów komputerowych |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Wiedza o sposobach oprogramowania układów wejścia-wyjścia w autonomicznych systemach mikroprocesorowych. |
| C-2 | Umiejętność oprorgramowania systemu mikroprocesorowego w podstawowych zastosowaniach, ze szczególnym uwzględniem czujników, napędów, układów komunikacji i innych układów wejścia-wyjścia. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Praca z symulatorem procesora, kod maszynowy, modyfikacje. | 2 |
| T-L-2 | Oprogramowanie robotów do walk sumo. Konkurs sumo robotów. | 6 |
| T-L-3 | Projekt i uruchomienie specjalizowanego procesora na FPGA, prezentacja. | 4 |
| T-L-4 | Ogólne programowanie procesora ARM Cortex-Mx (STM32F3) | 4 |
| T-L-5 | Realizacja projektu z czujnikami MEMS. | 2 |
| T-L-6 | Realizacja projektu "UART over WiFi". | 2 |
| T-L-7 | Realizacja projektu "transmisja mowy po WiFi". | 2 |
| T-L-8 | Pomiar mocy systemu. Realizacja projektu rejestratora parametrów środowiskowych. | 2 |
| T-L-9 | Projekty własne studentów, konkurs. | 4 |
| T-L-10 | Procesory dedykowane do systemów przetwarzania kognitywnego i procesory rekonfigurowalne. | 2 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Podstawowe architektury mikrokontrolerów (AVR, PIC, ARMv4, picoBlaze) i ich natywne programowanie. Przykład projektu z wykorzysteniem mikrokontrolerów (aplikacja robota mobilnego do walk sumo). | 4 |
| T-W-2 | Projektowanie specjalizowanych architektur procesorów i soft-procesory. Przyklad projektu specjalizowanego procesora w układzie FPGA. Dostosowywanie komponentów i badanie wpływu na wydajność architektury. | 4 |
| T-W-3 | Procesory ARM (Core Cortex-Mx) i ich natywne programowanie. Podstawowe ukady peryferyjne: Timer, Watchdog, sterownik Flash, GPIO. Układy peryferjny komunikacyjne (USART, I2C, SPI, CAN). | 4 |
| T-W-4 | Moduły komunikacji bezprzewodowej i IoT. Przykład projektu o charakterze komunikacyjnym ("UART over WiFi"). | 4 |
| T-W-5 | Przetworniki analogowo-cyfrowe i cyfrowo-analogowe, jitter oraz aliasing. Przykład projektu z przesyłaniem lub przetwarzaniem toru audio (transmisja sygnału mowy po WiFi). Przykład projektu syntezatora muzycznego. | 4 |
| T-W-6 | Oprogramowanie i układy scalone czujników i sensorów. Przykład projektu z czujnikami MEMS. | 2 |
| T-W-7 | Niskomocowość, usypianie procesora, selektywne wyłączanie podzespołów. Rodziny procesorów niskomocowych. Przykład projektu rejestratora parametrów środowiskowych (temperatura, wilgotność). | 4 |
| T-W-8 | Procesory dedykowane do przetwarzania kognitywnego. Procesory realizujące obliczenia nieprecyzyjne. Procesory neuronowe. Procesory z dynamiczną zmianą listy instrukcji. Procesory rekonfigurowalne: Cypress PSoC, Tensilica/Cadence Customizable Processors. | 4 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 30 |
| A-L-2 | Przygotowanie projektów i udział w konsultacjach. | 10 |
| A-L-3 | Przygotowanie do zajęć laboratoryjnych. | 10 |
| 50 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 30 |
| A-W-2 | Udział w konsultacjach, konkursach i egzaminie. | 10 |
| A-W-3 | Samodzielne studiowanie literatury i przygotowanie do egzaminu. | 10 |
| 50 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny. |
| M-2 | Ćwiczenia laboratoryjne. |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Egzamin ustny. |
| S-2 | Ocena formująca: Prezentacja i konkurs na projekty. |
| S-3 | Ocena formująca: Test - programowanie procesorów ARM. |
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_D01.03.1_W01 Wiedza o sposobach oprogramowania układów wejścia-wyjścia w autonomicznych systemach mikroprocesorowych. | I_1A_W10 | — | — | C-1 | T-W-3, T-W-8, T-W-4, T-W-1, T-W-7, T-W-5, T-L-10, T-W-2, T-W-6 | M-2, M-1 | S-1, S-2 |
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_D01.03.1_U01 Umiejętność oprorgramowania systemu mikroprocesorowego w podstawowych zastosowaniach, ze szczególnym uwzględniem czujników, napędów, układów komunikacji i innych układów wejścia-wyjścia. | I_1A_U08, I_1A_U12 | — | — | C-2 | T-W-3, T-W-5, T-W-2, T-W-4, T-L-7, T-L-4, T-W-1, T-W-7, T-L-9, T-L-6, T-L-10, T-L-3, T-L-5, T-W-6, T-L-2, T-W-8, T-L-1, T-L-8 | M-2, M-1 | S-3, S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| I_1A_D01.03.1_W01 Wiedza o sposobach oprogramowania układów wejścia-wyjścia w autonomicznych systemach mikroprocesorowych. | 2,0 | |
| 3,0 | Student zna podstawowe architektury procesorów, koncepcje i metody ich programować tak aby obsłużyć podstawowe urządzenia wejścia-wyjścia. Student zna podstawowe urządzenia wejścia-wyjścia. | |
| 3,5 | jak na ocenę 3.0 oraz student umie uzasadnić swoje odpowiedzi oraz przedstawić różne warianty. | |
| 4,0 | jak na ocenę 3.5 oraz student umie przedstawić swoje propozycje modyfikacji lub oryginalne spojrzenie na temat i je uzasadnić. | |
| 4,5 | jak na ocenę 4.0 oraz odpowiednio wysokie miejsce w głosowaniu. | |
| 5,0 | jak na ocenę 4.0 oraz odpowiednio wysokie miejsce w głosowaniu. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| I_1A_D01.03.1_U01 Umiejętność oprorgramowania systemu mikroprocesorowego w podstawowych zastosowaniach, ze szczególnym uwzględniem czujników, napędów, układów komunikacji i innych układów wejścia-wyjścia. | 2,0 | |
| 3,0 | Student umie oprogramować różne architektury procesorów (ze szczególnym uwzględnieniem architektury ARM) tak aby obsłużyć podstawowe urządzenia wejścia-wyjścia. | |
| 3,5 | jak na ocenę 3.0 oraz student umie zaprezentować i obronić swoje rozwiązanie. | |
| 4,0 | jak na ocenę 3.5 oraz student umie samodzielnie zaproponować rozwiązanie. | |
| 4,5 | jak na ocenę 4.0 oraz student umie zaprezentowac różne warianty rozwiązania i uzasadnić swoje rozwiązanie. | |
| 5,0 | jak na ocenę 4.5 oraz student zają odpowiednio wysokie miejsce w głosowaniu. |
Literatura podstawowa
- Valvano J.W., Embedded Systems: Introduction to Arm® Cortex™-M Microcontrollers, CreateSpace Independent Publishing Platform, 2012
- Lyons R.G., Wprowadzenie do Cyfrowego Przetwarzania Sygnałów, WKŁ, 2010
Literatura dodatkowa
- Bhattacharyya S.S. Deprettere Ed F., Teich J., Domain-Specific Processors, Systems, Architectures, Modeling and Simulation, Marcel Dekker, 2004
- J.P. Shen, Modern Processor Design: Fundamentals of Superscalar Processors, Waveland Press, 2013