|
|
Hlavní nabídka Prohlížení IS/STAG
Nalezené předměty, počet: 1
Stránkování výsledků vyhledávání
Nalezeno 1 záznamů
Export do Xls
Informace o předmětu
KEI / MAP
:
Popis předmětu
Pracoviště / Zkratka
|
KEI
/
MAP
|
Akademický rok
|
2024/2025
|
Akademický rok
|
2024/2025
|
Název
|
Mikroprocesory a počítače
|
Způsob zakončení
|
Zkouška
|
Způsob zakončení
|
Zkouška
|
Akreditováno / Kredity
|
Ano,
5
Kred.
|
Forma zakončení
|
Kombinovaná
|
Forma zakončení
|
Kombinovaná
|
Rozsah hodin
|
Přednáška
2
[HOD/TYD]
Cvičení
3
[HOD/TYD]
|
Zápočet před zkouškou
|
Ano
|
Zápočet před zkouškou
|
Ano
|
Automatické uznávání zápočtu před zkouškou
|
Ano v případě předchozího hodnocení 4 nebo nic.
|
Počítán do průměru
|
ANO
|
Vyučovací jazyk
|
Čeština, Angličtina
|
Obs/max
|
|
|
|
Automatické uznávání zápočtu před zkouškou
|
Ano v případě předchozího hodnocení 4 nebo nic.
|
Letní semestr
|
127 / -
|
0 / -
|
1 / -
|
Počítán do průměru
|
ANO
|
Zimní semestr
|
0 / -
|
0 / -
|
0 / -
|
Opakovaný zápis
|
NE
|
Opakovaný zápis
|
NE
|
Rozvrh
|
Ano
|
Vyučovaný semestr
|
Letní semestr
|
Vyučovaný semestr
|
Letní semestr
|
Minimum (B + C) studentů
|
10
|
Volně zapisovatelný předmět |
Ano
|
Volně zapisovatelný předmět
|
Ano
|
Vyučovací jazyk
|
Čeština, Angličtina
|
Počet dnů praxe
|
0
|
Počet hodin kontaktní výuky |
|
Hodnotící stupnice |
1|2|3|4 |
Periodicita |
každý rok
|
Hodnotící stupnice pro zp. před zk. |
S|N |
Periodicita upřesnění |
|
Základní teoretický předmět |
Ne
|
Profilující předmět |
Ano
|
Základní teoretický předmět |
Ne
|
Hodnotící stupnice |
1|2|3|4 |
Hodnotící stupnice pro zp. před zk. |
S|N |
Nahrazovaný předmět
|
Žádný
|
Vyloučené předměty
|
Nejsou definovány
|
Podmiňující předměty
|
Nejsou definovány
|
Předměty informativně doporučené
|
Nejsou definovány
|
Předměty,které předmět podmiňuje
|
KEI/SBEIT
|
Graf četnosti udělených hodnocení studentům napříč roky:
Obrázek PNG
,
XLS
|
Cíle předmětu (anotace):
|
Seznámit studenty se základními znalostmi o mikroprocesorové technice.
Seznámit studenty podrobně s jednočipovými počítači - mikrokontroléry.
Prakticky si vyzkoušet programování aplikací v jazyce C s ohledem na specifika práce s mikrokontroléry.
Naučit se využívat HW bloky mikrokontrolérů ke tvorbě efektivních aplikací.
|
Požadavky na studenta
|
K úspěchu u zkoušky je třeba znát předepsanou látku, rozumět jí a znalosti umět použít.
K zápočtu je nutno prokázat znalost problematiky probírané na cvičení a úspěšně předvést samostatně vytvářené programy.
|
Obsah
|
1. Základní části a funkce mikropočítače. Adresové, datové a řídící sběrnice. Periferní obvody. Adresový prostor a jeho rozdělení, adresování perif. obvodů, umístění RAM a ROM (Von Neumann, Harvard). Paměťové mapy. Adresové dekodéry.
2. Detaily počítače. Procesor RISC a CISC. Paměť Cache. Registry GPR. Aritmeticko-logická jednotka, příznakové bity. Zásobník a jeho ovládání, význam.
3. Přerušení programu. Reset, různé příčiny, sledování napájecího napětí. Generace a vnitřní rozvod hodinových impulsů. Režimy sníženého příkonu. Soustava vnitřních sběrnic mikrokontroléru, spojovací matice.
4. Procesor RISC, pipeline, jeho význam a zrychlení, požadavky na sestavu instrukcí pro optimální činnost. Typický 5-stupňový pipeline, jeho stupně a jejich činnost. Základní tvary a typy instrukcí a jejich provádění. Příznakové bity, jejich vznik a použití. Skoky podmíněné a nepodmíněné, volání podprogramů, význam link-registru. Zásobník a jeho činnost. Možné konflikty v řetězci a jejich řešení. Vyprázdnění řetězce, "bublina". Možnosti zrychlení skoků.
5. Přerušení. Typická cesta požadavků a jejich zpracování. Priority požadavků, jejich vyhodnocení, úrovně priority. Řadič přerušení, činnost, spolupráce s procesorem. Přiřazení počátečních adres podprogramů. Využití v programech. Latence interruptů a možnosti jejího zkrácení. Struktura interruptového podprogramu. Přepínání bank, link-registr. Využití zásobníku.
6. Paměťový systém, různé typy pamětí. Přesouvání oblastí adr. prostoru. Překrývání obvodů. Překrývání RAM-ROM. Zrcadlení. Zaplnění paměti daty o různé délce. Zrychlení přístupu k datové paměti - paměť CACHE, činnost. Zrychlení přístupu k paměti FLASH.
7. Kanál DMA. Činnost, spolupráce s procesorem, činnost v jednotlivých režimech, použití. Umístění v počítači.
8. Periferní obvody sestava obecného perif. obvodu. Přehled a význam jednotlivých perif. obvodů: paralelní brány, sériové brány, čítače a časovače, analogové vstupy a výstupy, atd. Řízení perif. obvodů 3 režimy. Vícenásobné využití vývodů pouzdra výstupní obvody, obvody pro úpravu vstupních signálů. Sběrnice pro externí obvody. Multiplexní sběrnice. Adresové dekodéry, programovatelné výběrové obvody.
9. Paralelní vstupy/výstupy. Adresování, řízení směru přenosu. Vazba s připojeným zařízením, princip "handshake". Protokol "push" a "pull". Programová realizace protokolu, možná úskalí. Obvody paralelní brány. Hardwarové hlídání změn vstupů.
10. Sériové vstupy/výstupy. Znaková synchronizace obvody, činnost, UART a RS-232, průběh signálu při přenosu 1 znaku. Bitová synchronizace obvody, činnost. Sériová periferie SPI. Sériová periferie IIC.
11. Čítače a časovače. Režimy činnosti čítání, časování, periodická generace impulsů. Časovací jednotka "input capture" a "output compare" použití, spolupráce s interruptovým systémem. Využití čítačů a časovačů v programech. Pulsně-šířkové modulátory.
12. Analogové vstupy. Řetězec v plné sestavě a zjednodušené řešení u mikrokontrolérů. Funkce, režimy činnosti, využití výstupních registrů převodníku. Analogové výstupy sestava, činnost.
13. Rezerva - doplnění podrobností v probraných tématech
|
Aktivity
|
|
Studijní opory
|
Studentům jsou k dispozici informacemi a materiály na Courseware ZČU.
|
Garanti a vyučující
|
-
Garanti:
Ing. Petr Weissar, Ph.D. ,
-
Přednášející:
Ing. Petr Krist, Ph.D. (25%),
Prof. Ing. Jiří Pinker, CSc. (50%),
Ing. Petr Weissar, Ph.D. (25%),
-
Cvičící:
Ing. Martin Farkaš (100%),
Ing. Kamil Kosturik, Ph.D. (33%),
Ing. Petr Krist, Ph.D. (33%),
Prof. Ing. Jiří Pinker, CSc. (100%),
Ing. Petr Weissar, Ph.D. (34%),
|
Literatura
|
|
Časová náročnost
|
Všechny formy studia
|
Aktivity
|
Časová náročnost aktivity [h]
|
Příprava na zkoušku [10-60]
|
40
|
Vypracování seminární práce v bakalářském studijním programu [5-40]
|
25
|
Celkem
|
65
|
Kombinovaná forma studia
|
Aktivity
|
Časová náročnost aktivity [h]
|
Kontaktní výuka
|
20
|
E-learning [dáno e-learningovým kurzem]
|
45
|
Celkem
|
65
|
Prezenční forma studia
|
Aktivity
|
Časová náročnost aktivity [h]
|
Kontaktní výuka
|
65
|
Celkem
|
65
|
|
Předpoklady
|
Odborné znalosti - pro úspěšné zvládnutí předmětu se předpokládá, že je student před zahájením výuky schopen: |
vysvětlit základy číslicové elektroniky - hradlo, registr, čítač, hazard |
popsat základní prvky analogové elektroniky |
orientovat se ve vzorových příkladech kódu v jazyce C |
Odborné dovednosti - pro úspěšné zvládnutí předmětu se předpokládá, že student před zahájením výuky dokáže: |
dokázat analyzovat elektrická zapojení základních komponent číslicové a analogové elektroniky |
programovat základní konstrukce v jazyce C (případně C++) |
používat odbornou dokumentaci v aglickém jazyce |
Obecné způsobilosti - před zahájením studia předmětu je student schopen: |
bc. studium: své učení a pracovní činnost si sám plánuje a organizuje, |
bc. studium: efektivně využívá různé strategie učení k získání a zpracování poznatků a informací, hledá a rozvíjí účinné postupy ve svém učení, |
bc. studium: uplatňuje při řešení problémů vhodné metody a dříve získané vědomosti a dovednosti, kromě analytického a kritického myšlení využívá i myšlení tvořivé s použitím představivosti a intuice, |
bc. studium: používá s porozuměním odborný jazyk a symbolická a grafická vyjádření informací různého typu, |
bc. studium: efektivně využívá moderní informační technologie, |
bc. studium: vyjadřuje se v mluvených i psaných projevech jasně, srozumitelně a přiměřeně tomu, komu, co a jak chce sdělit, s jakým záměrem a v jaké situaci komunikuje, |
|
Výsledky učení
|
Odborné znalosti - po absolvování předmětu prokazuje student znalosti: |
popsat základní bloky mikroprocesoru a mikrokontroléru |
vysvětlit rozdíl mezi RISC a CISC jádrem procesoru s ohledem na realizaci konkrétního HW |
vysvětlit činnost bloků přerušení v mikrokontroléru |
ukázat základní funkčnost obvodů vstupu/výstupu včetně příkladů realizaci v mikrokontroléru |
popsat základní komunikační sběrnice a vysvětlí rozdíly v principech, rychlostech apod. |
vysvětlit základní konstrukce v jazyce C vzhledem k jejich efektu v mikrokontroléru |
Odborné dovednosti - po absolvování předmětu prokazuje student dovednosti: |
vytvořit funkční program pro mikrokontrolér podle zadání úlohy |
vybrat vhodné bloky mikrokontroléru pro řešení konkrétní úlohy |
používat vývojové nástroje pro efektivnější tvorbu aplikací |
analyzovat možné zdroje chyb a problémů při tvorbě aplikací pro mikrokontroléry |
Obecné způsobilosti - po absolvování předmětu je student schopen: |
bc. studium: samostatně a odpovědně se na základě rámcového zadání rozhodují v souvislostech jen částečně známých, |
bc. studium: samostatně získávají další odborné znalosti, dovednosti a způsobilosti na základě především praktické zkušenosti a jejího vyhodnocení, ale také samostatným studiem teoretických poznatků oboru, |
|
Hodnoticí metody
|
Odborné znalosti - odborné znalosti dosažené studiem předmětu jsou ověřovány hodnoticími metodami: |
Ústní zkouška, |
Písemná zkouška, |
Seminární práce, |
Odborné dovednosti - odborné dovednosti dosažené studiem předmětu jsou ověřovány hodnoticími metodami: |
Seminární práce, |
Obecné způsobilosti - obecné způsobilosti dosažené studiem předmětu jsou ověřovány hodnoticími metodami: |
Ústní zkouška, |
|
Vyučovací metody
|
Odborné znalosti - pro dosažení odborných znalostí jsou užívány vyučovací metody: |
Přednáška s diskusí, |
Samostatná práce studentů, |
Odborné dovednosti - pro dosažení odborných dovedností jsou užívány vyučovací metody: |
Cvičení (praktické činnosti), |
Samostatná práce studentů, |
Obecné způsobilosti - pro dosažení obecných způsobilostí jsou užívány vyučovací metody: |
Přednáška s diskusí, |
Cvičení (praktické činnosti), |
Samostatná práce studentů, |
|
|
|
|