Detail předmětu

Microprocessor Techniques and Embedded Systems

FEKT-CMPTAk. rok: 2010/2011

Bloková struktura 8bitových mikrokontrolérů, typy architektur procesorů. Komunikace zařízení po adresní, datové a řídicí sběrnici. Aritmetická jednotka. Instrukční soubor mikrokontrolérů. Programování v jazyce symbolických adres. Větvení programu, podprogramy, obsloužení přerušení. Programování v jazyce C. Pomocné obvody a základní periférie mikrokontrolérů. Využití grafického LCD displeje, touch screen. Zpracování analogových signálů pomocí A/D převodníku a analogového komparátoru. Sériová komunikace: UART, I2C, USB, bezdrátová komunikace, průmyslové sběrnice. Polovodičové paměti typu ROM a RAM. Vyjádření záporných a reálných hodnot v mikroprocesorové technice. FPU unit. Zvyšování početního výkonu mikrokontrolérů. 32bitové procesory, ARM, cache paměti, DMA. Paralelní systémy. Architektura signálových procesorů. Programování v jazyce C. Způsoby zvyšování výkonu DSP. Možnosti optimalizace zdrojového kódu. Implementace číslicových algoritmů. Programování signálových procesorů v jazyce symbolických adres a v lineárním assembleru.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Výsledky učení předmětu

Teoretické a praktické znalosti z oblasti užití 8bitových mikrokontrolérů a 32bitových signálových procesorů. Programování mikrokontrolérů typu AVR a signálových procesorů TMS320C6713.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Pro udělení zápočtu je nutné aktivně absolvovat všechna počítačová cvičení. Písemné testy jsou nepovinné. Závěrečná zkouška je písemná.

Osnovy výuky

Přednášky:
1. Bloková struktura 8bitových mikrokontrolérů, typy architektur procesorů.
2. Komunikace zařízení po adresní, datové a řídicí sběrnici. Aritmetická jednotka.
3. Instrukční soubor mikrokontrolérů. Programování v jazyce symbolických adres.
4. Větvení programu, podprogramy, obsloužení přerušení. Programování v jazyce C.
5. Pomocné obvody a základní periférie mikrokontrolérů. Využití grafického LCD displeje, touch screen.
6. Zpracování analogových signálů pomocí A/D převodníku a analogového komparátoru.
7. Sériová komunikace: UART, I2C, USB, bezdrátová komunikace, průmyslové sběrnice.
8. Polovodičové paměti typu ROM a RAM.
9. Vyjádření záporných a reálných hodnot v mikroprocesorové technice. FPU unit.
10. Zvyšování početního výkonu mikrokontrolérů. 32bitové procesory, ARM, cache paměti, DMA.
11. Paralelní systémy. Architektura signálových procesorů. Programování v jazyce C.
12. Způsoby zvyšování výkonu DSP. Možnosti optimalizace zdrojového kódu. Implementace číslicových algoritmů.
13. Programování signálových procesorů v jazyce symbolických adres a v lineárním assembleru.

Počítačová cvičení:
1. Vývojové prostředí AVR Studio, aritmetické operace.
2. Ovládání LED diod, využití podprogramů.
3. Obsluha přerušení.
4. Pulzní šířková modulace PWM.
5. Programování v jazyce C, obsluha přerušení.
6. Komunikace s LCD displejem.
7. Zpracování analogových signálů.
8. Sériový přenos dat pomocí UART a sběrnice I2C.
9. Vývojové prostředí Code Composer Studio.
10. Filtrace signálu, implementace FIR filtru.
11. Diskrétní Fourierova transformace.
12. Kombinace programování v jazyce C a v lineárním jazyce symbolických adres.

Učební cíle

Cílem kurzu je získání teoretických a praktických znalostí z oblasti užití 8bitových mikrokontrolérů a 32bitových signálových procesorů.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-BC bakalářský

    obor BC-EST , 3 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.

Osnova

1. Block structure of 8-bit microcontrollers, basic architectures used in microprocessor technique.
2. Communication via address, data and control bus. Arithmetic unit.
3. Instruction set. Programming of microcontrollers in assembly language.
4. Subroutines, interrupts. Programming in C language.
5. Auxiliary circuits and basic peripheries of microcontrollers. LCD graphic display, touch screen.
6. Processing of analog signals by A/D convertor and comparator.
7. Serial communication: UART, I2C, USB, wireless communication, industrial buses.
8. Semiconductor memories of ROM and RAM types.
9. Negative and real numbers representation in microprocessor techniques. FPU unit.
10. Increasing of microcontrollers performance. 32-bit processors, ARM, cache memory, DMA.
11. Parallel systems. Architecture of digital signal processors (DSP). Programming in C language.
12. Increasing of DSP performance. Source code optimization. Implementation of digital algorithms.
13. DSP programming in assembly language and linear assembler.

Cvičení na počítači

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D.

Osnova

1. Development tool AVR Studio, arithmetic operations.
2. Using of LED diodes, subroutines.
3. Interrupt routines.
4. Pulse Width Modulation PWM.
5. Programming in C language, interrupt routines.
6. Communication with LCD display.
7. Analog signal processing.
8. Serial communication via UART and I2C bus.
9. Development tool Code Composer Studio.
10. Signal filtration, FIR filter implementation.
11. Discrete Fourier Transform.
12. Combination of C language and linear assembly language.