Wydział Informatyki - Informatyka (S1)
specjalność: Inżynieria chmurowa
Sylabus przedmiotu Systemy wbudowane:
Informacje podstawowe
Kierunek studiów | Informatyka | ||
---|---|---|---|
Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
Profil | ogólnoakademicki | ||
Moduł | — | ||
Przedmiot | Systemy wbudowane | ||
Specjalność | Inżynieria systemów wbudowanych | ||
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 | — | Grupa obieralna | — |
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 | Konfiguracja środowiska projektowego w kontekście systemu FreeRTOS. | 2 |
T-L-2 | Obsługa portów we/wy z poziomu systemu FreeRTOS. | 2 |
T-L-3 | Tworzenie, zawieszanie, wznawianie, opóźnianie i usuwanie zadań. | 2 |
T-L-4 | Przykład praktyczny z wykorzystaniem funkcji systemu (np. obsługa wyświetlacza, komunikacja i zarządzania zadaniami). | 4 |
T-L-5 | Wykorzystanie kolejek, semaforów i muteksów w przykładowej aplikacji. | 2 |
T-L-6 | Wykorzystanie funkcji systemowych w obsłudze przerwań. | 2 |
T-L-7 | Środowisko i narzędzia tworzenia oprogramowania w systemie Linux embedded. | 2 |
T-L-8 | Obsługa systemu plików i współpraca z urządzeniami zewnętrznymi. | 2 |
T-L-9 | Zasada działania, analiza i monitorowanie magistrali CAN. Przykładowe rozwiązanie komunikacji między urządzeniami z wykorzystaniem magistrali CAN. | 4 |
T-L-10 | Realizacja wybranych aplikacji i projektów własnych: np. obsługa dźwięku, obsługa wyświetlacza, komunikacja, integracja z chmurami obliczeniowymi itp. | 6 |
T-L-11 | Zaliczenie przedmiotu. | 2 |
30 | ||
wykłady | ||
T-W-1 | Systemy wbudowane - zakres przedmiotu, pojęcia, kontekst, narzędzia, zestawy ewaluacyjne aplikacje. | 2 |
T-W-2 | Charakterystyka systemów operacyjnych w systemach wbudowanych ze szczególnym uwzględnieniem FreeRTOS i Linux. | 2 |
T-W-3 | Podstawowe elementy systemu FreeRTOS (typy danych, zmienne, funkcje, zadania, funkcje zadań). | 2 |
T-W-4 | Kolejki i zarządzenie. Semafory i mutexy. | 2 |
T-W-5 | Grupy zdarzeń i timer programowy. | 2 |
T-W-6 | Zadania, komunikacja między zadaniami, obsługa przerwań. | 2 |
T-W-7 | Środowisko cross-kompilacji dla architektur ARM i automatyczne narzędzia budowy kodu w systemach wbudowanych. | 2 |
T-W-8 | Moduły jądra systemu i ich kontekst. Konfiguracja i kompilacja jądra systemu. Programowanie w jądrze. Własne moduły jądra. Synchronizacja jądra. Obsługa przerwań. Funkcje udostępniane przez moduły. Parametry konfiguracyjne. Obsługa systemu plików. Sterowniki urządzeń. | 4 |
T-W-9 | System bazowy i uruchamianie systemu. | 2 |
T-W-10 | Diagnostyka: sprzętowe narzędzia debugowania, debugowanie aplikacji, śledzenie procesów, debugowanie jądra. | 2 |
T-W-11 | Magistrala CAN i przykłady jej zastosowania. | 2 |
T-W-12 | Elementy Internetu rzeczy (IoT). Protokół MQTT. Integracja systemów wbudowanych z chmurami obliczeniowymi. Przykłady wykorzystania systemów wbudowanych np. w branży motoryzacyjnej (rodzaje systemów, standardy, wymagania itp.). | 4 |
T-W-13 | Zaliczenie przedmiotu. | 2 |
30 |
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
KOD | Forma aktywności | Godziny |
---|---|---|
laboratoria | ||
A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 30 |
A-L-2 | Praca własna | 20 |
50 | ||
wykłady | ||
A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 30 |
A-W-2 | Praca własna | 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 uczenia się - wiedza
Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Itest_1A_D04.02_W01 Student posiada wiedzę na temat programowania układów mikroprocesorowych wraz z urządzeniami peryferyjnymi w autonomicznym systemach komputerowych na poziomie systemu operacyjnego. | I_1A_W03, I_1A_W04, I_1A_W05 | — | — | C-1 | T-W-3, T-W-4, T-W-2, T-W-5, T-W-6, T-W-10, T-W-9, T-W-1, T-W-7, T-W-8 | M-1 | S-1 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Itest_1A_D04.02_U01 Student potrafi programować wybrane układy mikroprocesorowe wraz z urządzeniami peryferyjnymi w autonomicznych systemach komputerowych na poziomie systemu operacyjnego. | I_1A_U05, I_1A_U07, I_1A_U06 | — | — | C-2 | T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-6, T-L-8, T-L-7, T-L-10 | M-2 | S-2, S-3 |
Kryterium oceny - wiedza
Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
Itest_1A_D04.02_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. Zna podstawowe rozwiązania komunikacji pomiędzy mikroprocesorami w systemach wbudowanych. | |
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 uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
Itest_1A_D04.02_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 zrealizować podstawowe zadania systemu wbudowanego z wykorzystaniem wybranego systemu operacyjnego. | |
3,5 | Jak na ocenę 3,0 i dodatkowo potrafi świadomie wykorzystać podstawowe elementy i funkcje systemu operacyjnego do realizacji wybranego zadania praktycznego. | |
4,0 | Jak na ocenę 3,5 i dodatkowo potrafi wykorzystać wybrane elementy i funkcje systemu operacyjnego do realizacji wybranego zadania praktycznego. | |
4,5 | Jak na ocenę 4,0 i dodatkowo potrafi dobrać właściwe elementy i funkcje systemu operacyjnego niezbędne do realizacji wybranego zadania praktycznego. | |
5,0 | Jak na ocenę 4,5 i dodatkowo potrafi biegle realizować postawione zadania z wykorzystaniem systemu operacyjnego. |
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
- Ibrahim D., ARM-based microcontroller multitasking projects. Using the FreeRTOS multitasking kernel, Elsevier, 2020
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