Mikroračunalniški sistemi

Opis predmeta

Osnovna zasnova mikroračunalniških sistemov – osnovni principi delovanja,

Predstavitev delovanja CPE (arhitektura, funkcije enot, cevovod, MMU),

Programiranje v zbirnem jeziku in jeziku C,

Zunanje in notranje prekinitve (vektorska tabela, sklad, negnezdeni, gnezdeni prekinitveni program, prioritete),

Izvajanje v realnem času (uporaba časovnikov, čuvaj časa),

Priključevanje periferije na paralelna in serijska vrata (sinhrono in asinhrono),

Tipi pomnilnikov in povezovanje,

Prenašanje podatkov s pomočjo neposrednega dostopa (DMA),

Razvojni pristopi, debuging (razhroščevanje), testna orodja in tehnike,

Specifičnosti Digitalnih signalnih procesorjev

Cilji in kompetence

(a) Spoznati teoretične osnove zgradbe vgrajenih sistemov.

(b) Uporaba razvojnega sistema preko zbirnika in jezika C.

(c) Nadgrajevanje znanj iz Programiranje I, II v funkcionalen vgrajeni sistem.

(d) Samostojnost pri uporabi vgrajenih sistemov, prekinitev, časovnikov, čuvaja časa.

Metode poučevanja in učenja

Predavanja v raznih oblikah, navodila za laboratorijske vaje, individualno laboratorijsko delo. Vsak študent uporablja lasten zmogljiv razvojni sistem, sicer cenovnega razreda enega učbenika. Praktične vaje v obliki, ki omogoča nadaljnjo poglobljeno individualno delo. Za specifična področja so vabljeni predavatelji iz mednarodno priznane slovenske industrije na tem področju.

Predvideni študijski rezultati

Po uspešno opravljenem modulu naj bi bili študenti zmožni:

razumevanja1 zgradbe mikrokrmilnika in vgrajenega sistema kot celote,
zasnovati5 kompleksnejše programe vgrajenega sistema v C jeziku,
uporabiti zbirnik za osnovno programiranje mikrokrmilnika,
izdelati3 programe z uporabo časovnikov,
analizirati4 delovanje programov po korakih in kot celota, s spremljanjem stanja v notranjih enotah mikrokrmilnika,
zasnovati5 prekinitvene programe.

Reference nosilca

REJC, Jure, KOVAČIČ, Franc, TRPIN, Anton, REJC, Danilo, ŠTRUS, Miran, OBID, Pavle, MUNIH, Marko. The measuring and control system for improved model based diastat filling quality. Expert systems with applications, 2013, vol. 40, no. 1, str. 64-74.
BERAVS, Tadej, PODOBNIK, Janez, MUNIH, Marko. Three-axial accelerometer calibration using Kalman filter covariance matrix for online estimation of optimal sensor orientation. IEEE transactions on instrumentation and measurement, 2012, vol. 61, no. 9, str. 2501-2511.
JAKOPIN, Blaž, MIHELJ, Matjaž, MUNIH, Marko. An unobtrusive measurement method for assessing physiological response in physical human-robot interaction. IEEE transactions on human-machine systems, 2017, vol. 47, no. 4, str. 474-4855.
RIHAR, Andraž, MIHELJ, Matjaž, KOLAR, Janko, PAŠIČ, Jure, MUNIH, Marko. Sensory data fusion of pressure mattress and wireless inertial magnetic measurement units. Medical & biological engineering & computing, ISSN 0140-0118. 2015, vol. 53, no. 2, str. 123-135.
ŠLAJPAH, Sebastjan, KAMNIK, Roman, MUNIH, Marko. Kinematics based sensory fusion for wearable motion assessment in human walking. Computer methods and programs in biomedicine, 2014, vol. 116, no. 2, str. 131-144.

Temeljni viri in literatura

Tammy Noergaard, Embeded Systems Arhitecture – A Comprehensive Guide for Engineers and Programmers, CreateSpace , 0-123-82196-7.
Jonathan W. Valvano, Real-Time Interfacing to Arm® Cortex(TM)-M Microcontrollers, CreateSpace, 2011, ISBN ISBN-10: 1-463-59015-6.
Steve Furber, ARM System-On-Chip Arhitecture, Addison Wesley, 2000, ISBN 0-201-67519-6.
ARM mikrokrmilnik, zbrano študijsko gradivo, 2014, PDF datoteke na spletni strani predmeta.