Moduli

Cilj Modula A je seznaniti in usposobiti študente s konkretnimi znanji na področju procesnih merilnih sistemov in za kontrolo kakovosti in zanesljivosti proizvodov in sistemov.

Predmeta modula A

• Procesni merilni sistemi
• Kontrola kakovosti in zanesljivosti

V tematiko procesnih merilnih sistemov spada umestitev merilne problematike v procesne sisteme, ter obravnavati merilne metode in merilno instrumentacijo s stališča regulacijske tehnike. Posebej je obravnavana časovna odzivnost merilnih sistemov s pomočjo modeliranja, ter analiza bistvenih zahtev pri izbiri posamezne merilne opreme z vidika meroslovnih parametrov za regulacijske sisteme. Obravnavani so splošni primeri merilnih motenj ter načini izvedbe zaščite (oklopi ter ozemljitve) pri elektronskih merilnih instrumentih in procesnih merilnih sistemih. Predmet podrobneje obravnava vodila za prenos podatkov ter seznanja študente z osnovami računalniškega vodenja meritev (zajemanje, obdelava in prikaz merilnih podatkov) ter z osnovami virtualnih merilnih instrumentov.

V tematiko kontrole kakovosti in zanesljivosti spada spoznavanje sistema celovitega vodenja kakovosti s kompleksnimi sistemi in orodji različnih dejavnosti, s katerimi dvigamo kakovost proizvodov in storitev. Študent se spozna z orodji za ocenjevanje merljivih in nemerljivih (opisnih) karakteristik kakovosti in zanesljivosti komponent, sklopov in sistemov. Namen je tudi razmejiti in razumeti področja varnosti in kakovosti, zanesljivosti in vzdrževanja, ter to povezati z evropskimi zahtevami, tako s stališča standardizacije kot tehniških zahtev za proizvode. Pristop h kontroli kakovosti in zanesljivosti se prikaže tudi z ekonomskega vidika. Na praktičnih primerih se utrdi teoretično znanje.

Izpitni sistem
Študentje oba izpita Modula A opravijo na koncu semestra po opravljenem praktikumu. V skladu z dogovorom je možno delno opravljanja izpita sproti med semestrom s kolokviji ali seminarsko nalogo.

V modulu B je poudarek na zasnovi in izvedbi integriranih vezij ter snovanju digitalnih elektronskih sistemov. Podrobnejša vsebina obeh predmetov je naslednja.

Integrirana vezja

CMOS inverter: zasnova, izvedba, prenosna karakteristika, šumne meje, zakasnitve, poraba moči. Zasnova kombinacijskih in sekvenčnih vezij CMOS v različnih tehnologijah.

Zasnova osnovnih aritmetično logičnih gradnikov: seštevalniki, množilniki, pomikalni registri. Zasnova in izvedba pomnilniških vezij SRAM, DRAM, DDRAM, SDRAM in drugih.

Načrtovanje osnovnih analognih gradnikov: tokovna zrcala in izvori, tokovne in napetostne reference, diferencialne stopnje, izhodne stopnje, diferencialni ojačevalniki.

Načrtovanje digitalnih elektronskih sistemov

Načrtovanje digitalnega sistema: opis delovanja na nivoju RTL, delitev na krmilno logiko in logiko za obdelavo podatkov, izvedba in integracija obeh delov.

Predstavitev vgrajenih IP (Intellectual Property) jeder: procesorji, pomnilniki, komunikacijske enote. Uporaba mehkih procesorskih jeder v programirljivih vezjih.

Pomnilniške strukture: princip delovanja in izvedba. Komunikacija med gradniki v sistemu: I2C, CAN, USB, PCI, IrDA, Bluetooth.

Hkratno načrtovanje strojne in programske opreme in modeliranje funkcionalnosti v višjenivojskih jezikih: SystemC, SpecC, UML. Predstavitev načrtovalskega postopka in primerov načrtovalskih okolij. Analiza zmogljivosti in delitev na strojni in programski del.

Primeri načrtovanja in izvedbe digitalnih sistemov: digitalni fotoaparat, JPEG kodirnik, MPEG4 dekodirnik, modem, set-top sistem.

Cilji in kompetence
Modul podaja temeljna znanja s področja integriranih vezij ter snovanja in izvedbe digitalnih elektronskih sistemov. Pridobljena znanja so temelj za snovanje elektronskih vezij od najnižjega tranzistorskega nivoja do najvišjega abstraktnega nivoja v jezikih za opis delovanje vezij.

Predvideni študijski rezultati
Študent bo osvojil analizo in sintezo elektronskih vezij in sistemov. Na različnih načrtovalskih nivojih bo sposoben zasnovati elektronsko vezje v izbrani ciljni tehnologiji.

Načini ocenjevanja
Poročilo in zaključen projekt laboratorijskih vaj ter ustni izpit. Ocenjevalna lestvica: 1-10 (6-10 pozitivno, 1-5 negativno).

Modul C zajema celostno sliko potreb po električni energiji in izkoriščanju primarnih virov. Vsebuje osnovna znanja na področju oskrbe z električno energijo skozi spoznavanje proizvodnje, prenosa in razdeljevanja električne energije. Izpostavlja okoljevarstvene vidike, vpliv trga z električno energijo in razvoj novih tehnologij, obnovljive vire energije in učinkovito rabo energije.

Modul daje pridobitev poglobljenega znanja o lastnostih, konstrukcijskih značilnostih in možnostih uporabe različnih vrst električnih strojev. Poudarek je na aplikativnih znanjih, ki jih bodoči projektant oziroma uporabnik potrebuje pri izbiri, dimenzioniranju in uporabi električnih strojev.

Modul vsebuje dva predmeta:

• Elektroenergetika
• Načrtovanje elektromagnetnih naprav

Vsebine predmetov Modula D so iz področja informacijskih in komunikacijskih tehnologij. Modul sestavljata predmeta:

• Varne komunikacije
• Satelitski in navigacijski sistemi

Varne komunikacije

V globalnem informacijsko komunikacijskem sistemu nismo samo uporabniki povezani s svetom, pač pa je tudi ves svet povezan do nas. To pa lahko prinaša tudi različne nevarnosti, na primer: izgubo naših podatkov, izgubo naše zasebnosti, ali pa celo krajo naše identitete.

Varovanje tajnosti pisanih sporočil so poznali že stari Egipčani in nekoliko kasneje stari Grki (kryptos logos), skozi zgodovino šifriranja poznamo tudi Cezarjevo šifro in mnogo kasneje v času druge svetovne vojne nemški mehanski šifrirni stroj Enigma. Zasebnost komunikacije je včasih temeljila predvsem na tajnosti šifrirnih algoritmov.  Danes uporabljamo javne standardizirane šifrirne algoritme, zasebnost komunikacije pa temelji na tajnosti šifrirnih ključev.

Pri  predmetu Varne komunikacije boste spoznali različne vidike varnosti, varnostne mehanizme in šifrirne algoritme, ki so namenjeni za zagotavljanje varnosti v sodobnih radijskih komunikacijah, v internetnem omrežju in na svetovnem spletu. Zadnji del vsebine predmeta je namenjen obravnavi povsem novega koncepta kvantnega šifriranja in tudi novim izzivom varnosti obstoječih šifrirnih  algoritmov, ki jih prinaša tehnologija superzmogljivih kvantnih računalnikov.

Satelitski in navigacijski sistemi

Predmet se sprva posveča razumevanju razlik med tirnicami, njihovim oblikam in pripadajočim razdaljam do Zemlje za namene satelitskih komunikacij in satelitske navigacije.

Obravnavane so satelitske komunikacijske zveze in njim pripadajoče načrtovanje, izvedbe, delovanje in uporaba tako v zemeljski postaji kot na samem satelitu. Poseben poudarek je na prihajajočih ne prizemnih omrežjih, ki bodo omogočali direktno varno povezovanje pametnih telefonov šeste generacije (6G) na satelit.

Sodoben tehnološki razvoj globalnih satelitskih navigacijskih sistemov, uvedba novih signalov in napredek v izdelavi sprejemnikov, ki omogočajo sočasno sprejemanje signalov več globalnih satelitskih sistemov (Galileo, GPS, GLONASS in BeiDou) na več frekvencah, vodi v smer kakovostnega pozicioniranja, navigacije in prenosa časa, ki so ključni za sodobno družbo.

Predmeti Modula E

• Kakovost programske opreme
• Inovacijski proces in patentništvo

Cilj predmeta je spoznati osnove inovacijskega procesa, načine za zaščito intelektualne lastnine (industrijska lastnina, avtorske pravice), ekonomske in pravne vidike zaščite intelektualne lastnine (kaj, kje, kdaj in kako varovati) ter načine pridobivanja in vodenja razvojno-raziskovalnih projektov, katerih izsledke je moč pravilno in pravočasno zaščititi s stališča varovanja intelektualne lastnine. Intelektualna lastnina je vrsta lastnine, ki je produkt človeške pameti in je ime pravnega koncepta, ki skrbi za varovanje intelektualne aktivnosti oz. znanja. Pravni koncept opredeljuje pravice avtorja nad njegovo intelektualno stvaritvijo in pravice javne dostopnosti do teh stvaritev. Znanje ščiti zato, da bi pospeševal razširjanje in uporabo intelektualnih stvaritev, ter vzpodbujal pošteno trgovino, ki prispeva h gospodarskemu in socialnemu razvoju družbe.

Vsebina predavanj

• Inovacije in z inovacijami povezani pojmi,
• vrste intelektualne lastnine,
• urad za varstvo intelektualne lastnine (slovenski, evropski, mednarodni),
• avtorsko pravo,
• industrijska lastnina (patent, model, znamka, geografska označba),
• topografija polprevodniških vezij,
• inovativnost in projekti EU (okvirni programi, kohezijski sklad in strukturni skladi).

Predmeta

• Aplikativna elektromagnetika
• Matematični praktikum

Cilji

• Osvežiti zakone elektromagnetizma,
• spoznati numerične postopke za analizo elektromagnetnih problemov,
• uporabljati programski orodji Mathematica in/ali Matlab,
• izvesti krajšo analizo izbranega elektromagnetnega problema,
• pridobiti dobro podlago za študij na 2. stopnji.

Pridobljene kompetence

• Zmožnost definiranja, razumevanja, analize in interpretacije problemov iz elektrotehnike – elektromagnetike v industriji,
• sposobnost uporabe programov Mathematica in/ali Matlab,
• poglobljeno razumevanje elektrotehnike in numerične matematike, olajšano nadaljevanje študija na 2. bolonjski stopnji

Vrednotenje znanja

• Skupna seminarska naloga iz obeh predmetov,
• manjši elektromagnetni problem po lastni izbiri,
• skupna končna ocena = seminarska naloga + njen zagovor.

Posebnosti

• Vzporeden potek obeh predmetov, dopolnjevanje drug drugega.

Modul G: Kibernetska varnost

Modul G na celovit način obravnava kibernetsko varnost v sodobnih IKT sistemih in v vsakdanjem življenju. Podaja osnovna tehnična znanja, potrebna za zaščito informacijskih sistemov in komunikacijskih omrežij. Dodatno pa naslavlja tudi interdisciplinarne vidike, brez poznavanja katerih varnosti ni mogoče zagotavljati. Mednje sodijo: človeška psihologija (najbolj ranljiv element sodobnih IKT sistemov je prav človek), pravo in ekonomija.

Modul vsebuje dva predmeta:

• Kibernetska varnost informacijsko-komunikacijskih sistemov
  Pri tem predmetu boste spoznali tehnične osnove kibernetske varnosti v kontekstu sodobnih komunikacijskih tehnologij in informacijskih sistemov. Podrobneje bomo obravnavali lokalna omrežja, internet ter brezžične in mobilne sisteme. Nadaljevali bomo z varnostjo sodobnih storitev in aplikacij, s posebnim poudarkom na spletnih tehnologijah in oblačnih sistemih, ogledali pa si bomo tudi osnove varnih razvojnih praks in zaščite sistemov.
• Interdisciplinarni vidiki kibernetske varnosti
  Pri tem predmetu boste spoznali netehnične dimenzije kibernetske varnosti. Ogledali si bomo kako človeški dejavniki in psihologija vplivajo na ranljivost sistemov, kako kibernetski kriminal ureja in preganja zakonodaja, ter kako kibernetska varnost vpliva na gospodarstvo in uspešnost podjetij. Učili se boste na podlagi primerov iz resničnega sveta in pri tem razvijali tudi kritično mišljenje, ki je bistveno za strokovnjake s področja kibernetske varnosti.