Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

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

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW5 30 2,00,40zaliczenie
laboratoriaL5 30 2,00,60zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Architektura systemów komputerowych

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Wiedza o sposobach oprogramowania układów wejścia-wyjścia w autonomicznych systemach mikroprocesorowych.
C-2Umiejętność 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

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Praca z symulatorem procesora, kod maszynowy, modyfikacje.2
T-L-2Oprogramowanie robotów do walk sumo. Konkurs sumo robotów.6
T-L-3Projekt i uruchomienie specjalizowanego procesora na FPGA, prezentacja.4
T-L-4Ogólne programowanie procesora ARM Cortex-Mx (STM32F3)4
T-L-5Realizacja projektu z czujnikami MEMS.2
T-L-6Realizacja projektu "UART over WiFi".2
T-L-7Realizacja projektu "transmisja mowy po WiFi".2
T-L-8Pomiar mocy systemu. Realizacja projektu rejestratora parametrów środowiskowych.2
T-L-9Projekty własne studentów, konkurs.4
T-L-10Procesory dedykowane do systemów przetwarzania kognitywnego i procesory rekonfigurowalne.2
30
wykłady
T-W-1Podstawowe architektury mikrokontrolerów (AVR, PIC, ARMv4, picoBlaze) i ich natywne programowanie. Przykład projektu z wykorzysteniem mikrokontrolerów (aplikacja robota mobilnego do walk sumo).4
T-W-2Projektowanie specjalizowanych architektur procesorów i soft-procesory. Przyklad projektu specjalizowanego procesora w układzie FPGA. Dostosowywanie komponentów i badanie wpływu na wydajność architektury.4
T-W-3Procesory 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-4Moduły komunikacji bezprzewodowej i IoT. Przykład projektu o charakterze komunikacyjnym ("UART over WiFi").4
T-W-5Przetworniki 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-6Oprogramowanie i układy scalone czujników i sensorów. Przykład projektu z czujnikami MEMS.2
T-W-7Niskomocowość, usypianie procesora, selektywne wyłączanie podzespołów. Rodziny procesorów niskomocowych. Przykład projektu rejestratora parametrów środowiskowych (temperatura, wilgotność).4
T-W-8Procesory 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

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach.30
A-L-2Przygotowanie projektów i udział w konsultacjach.10
A-L-3Przygotowanie do zajęć laboratoryjnych.10
50
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach.30
A-W-2Udział w konsultacjach, konkursach i egzaminie.10
A-W-3Samodzielne studiowanie literatury i przygotowanie do egzaminu.10
50

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład informacyjny.
M-2Ćwiczenia laboratoryjne.

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Egzamin ustny.
S-2Ocena formująca: Prezentacja i konkurs na projekty.
S-3Ocena formująca: Test - programowanie procesorów ARM.

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
I_1A_D01.03.1_W01
Wiedza o sposobach oprogramowania układów wejścia-wyjścia w autonomicznych systemach mikroprocesorowych.
I_1A_W10C-1T-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-6M-2, M-1S-1, S-2

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób 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_U12C-2T-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-8M-2, M-1S-3, S-2

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
I_1A_D01.03.1_W01
Wiedza o sposobach oprogramowania układów wejścia-wyjścia w autonomicznych systemach mikroprocesorowych.
2,0
3,0Student zna podstawowe architektury procesorów, koncepcje i metody ich programować tak aby obsłużyć podstawowe urządzenia wejścia-wyjścia. Student zna podstawowe urządzenia wejścia-wyjścia.
3,5jak na ocenę 3.0 oraz student umie uzasadnić swoje odpowiedzi oraz przedstawić różne warianty.
4,0jak na ocenę 3.5 oraz student umie przedstawić swoje propozycje modyfikacji lub oryginalne spojrzenie na temat i je uzasadnić.
4,5jak na ocenę 4.0 oraz odpowiednio wysokie miejsce w głosowaniu.
5,0jak na ocenę 4.0 oraz odpowiednio wysokie miejsce w głosowaniu.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium 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
3,0Student umie oprogramować różne architektury procesorów (ze szczególnym uwzględnieniem architektury ARM) tak aby obsłużyć podstawowe urządzenia wejścia-wyjścia.
3,5jak na ocenę 3.0 oraz student umie zaprezentować i obronić swoje rozwiązanie.
4,0jak na ocenę 3.5 oraz student umie samodzielnie zaproponować rozwiązanie.
4,5jak na ocenę 4.0 oraz student umie zaprezentowac różne warianty rozwiązania i uzasadnić swoje rozwiązanie.
5,0jak na ocenę 4.5 oraz student zają odpowiednio wysokie miejsce w głosowaniu.

Literatura podstawowa

  1. Valvano J.W., Embedded Systems: Introduction to Arm® Cortex™-M Microcontrollers, CreateSpace Independent Publishing Platform, 2012
  2. Lyons R.G., Wprowadzenie do Cyfrowego Przetwarzania Sygnałów, WKŁ, 2010

Literatura dodatkowa

  1. Bhattacharyya S.S. Deprettere Ed F., Teich J., Domain-Specific Processors, Systems, Architectures, Modeling and Simulation, Marcel Dekker, 2004
  2. J.P. Shen, Modern Processor Design: Fundamentals of Superscalar Processors, Waveland Press, 2013

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Praca z symulatorem procesora, kod maszynowy, modyfikacje.2
T-L-2Oprogramowanie robotów do walk sumo. Konkurs sumo robotów.6
T-L-3Projekt i uruchomienie specjalizowanego procesora na FPGA, prezentacja.4
T-L-4Ogólne programowanie procesora ARM Cortex-Mx (STM32F3)4
T-L-5Realizacja projektu z czujnikami MEMS.2
T-L-6Realizacja projektu "UART over WiFi".2
T-L-7Realizacja projektu "transmisja mowy po WiFi".2
T-L-8Pomiar mocy systemu. Realizacja projektu rejestratora parametrów środowiskowych.2
T-L-9Projekty własne studentów, konkurs.4
T-L-10Procesory dedykowane do systemów przetwarzania kognitywnego i procesory rekonfigurowalne.2
30

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Podstawowe architektury mikrokontrolerów (AVR, PIC, ARMv4, picoBlaze) i ich natywne programowanie. Przykład projektu z wykorzysteniem mikrokontrolerów (aplikacja robota mobilnego do walk sumo).4
T-W-2Projektowanie specjalizowanych architektur procesorów i soft-procesory. Przyklad projektu specjalizowanego procesora w układzie FPGA. Dostosowywanie komponentów i badanie wpływu na wydajność architektury.4
T-W-3Procesory 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-4Moduły komunikacji bezprzewodowej i IoT. Przykład projektu o charakterze komunikacyjnym ("UART over WiFi").4
T-W-5Przetworniki 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-6Oprogramowanie i układy scalone czujników i sensorów. Przykład projektu z czujnikami MEMS.2
T-W-7Niskomocowość, usypianie procesora, selektywne wyłączanie podzespołów. Rodziny procesorów niskomocowych. Przykład projektu rejestratora parametrów środowiskowych (temperatura, wilgotność).4
T-W-8Procesory 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

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach.30
A-L-2Przygotowanie projektów i udział w konsultacjach.10
A-L-3Przygotowanie do zajęć laboratoryjnych.10
50
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach.30
A-W-2Udział w konsultacjach, konkursach i egzaminie.10
A-W-3Samodzielne studiowanie literatury i przygotowanie do egzaminu.10
50
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaI_1A_D01.03.1_W01Wiedza o sposobach oprogramowania układów wejścia-wyjścia w autonomicznych systemach mikroprocesorowych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówI_1A_W10Posiada uporządkowaną i pogłębioną wiedzę z zakresu architektury systemów komputerowych, uwzględniającą współczesne kierunki rozwoju sprzętu komputerowego.
Cel przedmiotuC-1Wiedza o sposobach oprogramowania układów wejścia-wyjścia w autonomicznych systemach mikroprocesorowych.
Treści programoweT-W-3Procesory ARM (Core Cortex-Mx) i ich natywne programowanie. Podstawowe ukady peryferyjne: Timer, Watchdog, sterownik Flash, GPIO. Układy peryferjny komunikacyjne (USART, I2C, SPI, CAN).
T-W-8Procesory dedykowane do przetwarzania kognitywnego. Procesory realizujące obliczenia nieprecyzyjne. Procesory neuronowe. Procesory z dynamiczną zmianą listy instrukcji. Procesory rekonfigurowalne: Cypress PSoC, Tensilica/Cadence Customizable Processors.
T-W-4Moduły komunikacji bezprzewodowej i IoT. Przykład projektu o charakterze komunikacyjnym ("UART over WiFi").
T-W-1Podstawowe architektury mikrokontrolerów (AVR, PIC, ARMv4, picoBlaze) i ich natywne programowanie. Przykład projektu z wykorzysteniem mikrokontrolerów (aplikacja robota mobilnego do walk sumo).
T-W-7Niskomocowość, usypianie procesora, selektywne wyłączanie podzespołów. Rodziny procesorów niskomocowych. Przykład projektu rejestratora parametrów środowiskowych (temperatura, wilgotność).
T-W-5Przetworniki 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.
T-L-10Procesory dedykowane do systemów przetwarzania kognitywnego i procesory rekonfigurowalne.
T-W-2Projektowanie specjalizowanych architektur procesorów i soft-procesory. Przyklad projektu specjalizowanego procesora w układzie FPGA. Dostosowywanie komponentów i badanie wpływu na wydajność architektury.
T-W-6Oprogramowanie i układy scalone czujników i sensorów. Przykład projektu z czujnikami MEMS.
Metody nauczaniaM-2Ćwiczenia laboratoryjne.
M-1Wykład informacyjny.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Egzamin ustny.
S-2Ocena formująca: Prezentacja i konkurs na projekty.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student zna podstawowe architektury procesorów, koncepcje i metody ich programować tak aby obsłużyć podstawowe urządzenia wejścia-wyjścia. Student zna podstawowe urządzenia wejścia-wyjścia.
3,5jak na ocenę 3.0 oraz student umie uzasadnić swoje odpowiedzi oraz przedstawić różne warianty.
4,0jak na ocenę 3.5 oraz student umie przedstawić swoje propozycje modyfikacji lub oryginalne spojrzenie na temat i je uzasadnić.
4,5jak na ocenę 4.0 oraz odpowiednio wysokie miejsce w głosowaniu.
5,0jak na ocenę 4.0 oraz odpowiednio wysokie miejsce w głosowaniu.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaI_1A_D01.03.1_U01Umiejętność oprorgramowania systemu mikroprocesorowego w podstawowych zastosowaniach, ze szczególnym uwzględniem czujników, napędów, układów komunikacji i innych układów wejścia-wyjścia.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówI_1A_U08Potrafi dobrać i krytycznie ocenić elementy składowe systemów komputerowych.
I_1A_U12Potrafi konfigurować systemy komputerowe i usługi, w zakresie bezpieczeństwa, sieci komputerowych, zasobów sprzętowych i oprogramowania.
Cel przedmiotuC-2Umiejętność oprorgramowania systemu mikroprocesorowego w podstawowych zastosowaniach, ze szczególnym uwzględniem czujników, napędów, układów komunikacji i innych układów wejścia-wyjścia.
Treści programoweT-W-3Procesory ARM (Core Cortex-Mx) i ich natywne programowanie. Podstawowe ukady peryferyjne: Timer, Watchdog, sterownik Flash, GPIO. Układy peryferjny komunikacyjne (USART, I2C, SPI, CAN).
T-W-5Przetworniki 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.
T-W-2Projektowanie specjalizowanych architektur procesorów i soft-procesory. Przyklad projektu specjalizowanego procesora w układzie FPGA. Dostosowywanie komponentów i badanie wpływu na wydajność architektury.
T-W-4Moduły komunikacji bezprzewodowej i IoT. Przykład projektu o charakterze komunikacyjnym ("UART over WiFi").
T-L-7Realizacja projektu "transmisja mowy po WiFi".
T-L-4Ogólne programowanie procesora ARM Cortex-Mx (STM32F3)
T-W-1Podstawowe architektury mikrokontrolerów (AVR, PIC, ARMv4, picoBlaze) i ich natywne programowanie. Przykład projektu z wykorzysteniem mikrokontrolerów (aplikacja robota mobilnego do walk sumo).
T-W-7Niskomocowość, usypianie procesora, selektywne wyłączanie podzespołów. Rodziny procesorów niskomocowych. Przykład projektu rejestratora parametrów środowiskowych (temperatura, wilgotność).
T-L-9Projekty własne studentów, konkurs.
T-L-6Realizacja projektu "UART over WiFi".
T-L-10Procesory dedykowane do systemów przetwarzania kognitywnego i procesory rekonfigurowalne.
T-L-3Projekt i uruchomienie specjalizowanego procesora na FPGA, prezentacja.
T-L-5Realizacja projektu z czujnikami MEMS.
T-W-6Oprogramowanie i układy scalone czujników i sensorów. Przykład projektu z czujnikami MEMS.
T-L-2Oprogramowanie robotów do walk sumo. Konkurs sumo robotów.
T-W-8Procesory dedykowane do przetwarzania kognitywnego. Procesory realizujące obliczenia nieprecyzyjne. Procesory neuronowe. Procesory z dynamiczną zmianą listy instrukcji. Procesory rekonfigurowalne: Cypress PSoC, Tensilica/Cadence Customizable Processors.
T-L-1Praca z symulatorem procesora, kod maszynowy, modyfikacje.
T-L-8Pomiar mocy systemu. Realizacja projektu rejestratora parametrów środowiskowych.
Metody nauczaniaM-2Ćwiczenia laboratoryjne.
M-1Wykład informacyjny.
Sposób ocenyS-3Ocena formująca: Test - programowanie procesorów ARM.
S-2Ocena formująca: Prezentacja i konkurs na projekty.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student umie oprogramować różne architektury procesorów (ze szczególnym uwzględnieniem architektury ARM) tak aby obsłużyć podstawowe urządzenia wejścia-wyjścia.
3,5jak na ocenę 3.0 oraz student umie zaprezentować i obronić swoje rozwiązanie.
4,0jak na ocenę 3.5 oraz student umie samodzielnie zaproponować rozwiązanie.
4,5jak na ocenę 4.0 oraz student umie zaprezentowac różne warianty rozwiązania i uzasadnić swoje rozwiązanie.
5,0jak na ocenę 4.5 oraz student zają odpowiednio wysokie miejsce w głosowaniu.