Detail předmětu

Periferní zařízení

FIT-IPZAk. rok: 2024/2025

Principy konstrukce a řízení periferních zařízení, komunikace s procesorem. I/O sběrnice: komunikace na sběrnici, principy přidělování sběrnice, obsluha přerušení. Přehled rozhraní periferních zařízení. UART, I2C, SPI, OneWire. Paměťová rozhraní. Kamerová rozhraní. Audio a video rozhraní. USB. CAN. Drátová vs. bezdrátová komunikace. V průběhu laboratorních cvičení je vytvářeno robotické zařízení s vývojovou deskou Raspberry Pi 4B (programování v Python) a řadou periferních zařízení, kterých rozhraní jsou postupně probírána na přednáškách. Student tak prakticky aplikuje teoretické dovednosti.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

Ing. Marcela Zachariášová, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav počítačových systémů (UPSY)

Vstupní znalosti

Základy návrhu číslicových systémů, základy programování.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

  • Laboratorní cvičení: 40 bodů.
  • Minimum bodů za aktivity během semestru není stanoveno.
  • Závěrečná zkouška: 60 bodů.

Učební cíle

Seznámit studenty se základy konstrukce moderních periferních zařízení, jejich rozhraními pro komunikaci s počítačem a řízení.

Prerekvizity a korekvizity

Základní literatura

Douglas Comer: Essentials of Computer Architecture, Second Edition, CRC Press, 2017 
Jan Axelson: USB Complete: The Developer's Guide, Fifth Edition, 2015, ISBN‎ 978-1931448284, 524 stran
Simon Monk: Programming the Raspberry Pi, Getting Started with Python, McGraw Hill TAB; 3rd edition, 2021, ISBN 126425735X, 192 stran
Shenouda Dawoud: Serial Communication Protocols and Standards, River Publishers; 1st edition, 2022, 531 stran, ISBN: 8770221545

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BIT bakalářský, 1. ročník, letní semestr, volitelný
  • Program BIT bakalářský, 1. ročník, letní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

24 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Michal Bidlo, Ph.D.
Ing. Marcela Zachariášová, Ph.D.

Osnova

  1. Úvod, od UART k USB.
  2. Řízení pohybu.
  3. Rozhraní UART, SPI.
  4. Rozhraní I2C, OneWire.
  5. Paměťová periferie.
  6. Kamerová rozhraní.
  7. Rozhraní pro video výstup.
  8. Audio rozhraní.
  9. Sběrnice USB, 1. část.
  10. Sběrnice USB, 2. část.
  11. Sběrnice CAN.
  12. Bezdrátová komunikace.

Laboratorní cvičení

16 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Michal Bidlo, Ph.D.
Ing. Marcela Zachariášová, Ph.D.

Osnova

  1. Představení robotického asistenta s Raspberry Pi, oživení, detekce pohybu.
  2. Monitoring prostředí (měření teploty přes 1-wire, záznam do paměti s I2C).
  3. Programování řízení pohybu robota (DC motor, servomotor).
  4. Monitoring prostředí pomocí mikrokamery.
  5. Zpracování videozáznamu z kamery, streaming.
  6. Řízení robota pomocí USB periferie, 1. část
  7. Řízení robota pomocí USB periferie, 2. část
  8. Bezdrátové řízení přes rozhraní Bluetooth.