Beágyazott szoftverfejlesztés laboratórium

A tantárgy angol neve: Embedded Software Development Laboratory

Adatlap utolsó módosítása: 2023. február 6.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar
BSc
Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VIMIAC18 6 0/0/3/f 5  
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Kovácsházy Tamás,
A tantárgy tanszéki weboldala http://www.mit.bme.hu/oktatas/targyak/VIMIAC18
4. A tantárgy előadója Dr. Kovácsházy Tamás
Dr. Orosz György
Naszály Gábor
Scherer Balázs
5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

Programozás C/C++ nyelven
Beágyazottszoftver-fejlesztés
Mikrokontroller alapú rendszerek
Számítógép architektúrák
Operációs rendszerek
Számítógép hálózatok

6. Előtanulmányi rend
Ajánlott:
Kötelező: Beágyazottszoftver-fejlesztés
Ajánlott: Mikrokontroller alapú rendszerek
7. A tantárgy célkitűzése A tárgy elsődleges célja a hallgatók bevezetése a beágyazottszoftver-fejlesztés egyes összetettebb
részterületeibe, amelyek nem kerülhettek tárgyalásra a Beágyazottszoftver-fejlesztés tárgy
gyakorlatain azok összetettsége, eszközigénye, stb. miatt.
A Beágyazottszoftver-fejlesztés tárgy gyakorlatain olyan alapvető szoftveres témákra térünk ki,
amik egy egyszerű fejlesztőkártyával bemutathatók. Ugyanakkor a Beágyazottszoftver-fejlesztés
témakörében számos olyan feladat fogalmazható meg, amik időkorlátok miatt nem férnek be a
tárgyban, valamint amikhez összetettebb fejlesztőrendszerek, egyéb speciális eszközök
szükségesek, ezeket ezért a Beágyazottszoftver-fejlesztés laboratórium tárgyban mutatnánk be.
Ilyen tématerületek pl. az érintésérzékeny grafikus LCD-k, hangfeldolgozás és DSP könyvtárak, USB
periféria könyvtárak, autóipari kommunikáció, Ethernet és TCP/IP, valamint a vezeték nélküli
kommunikáció szoftveres megvalósítása és azoknak a fejlesztése, ilyen rendszerekben a
hibakeresés bemutatása.
8. A tantárgy részletes tematikája

A félévet az MCU architektúrákat és a fejlesztőrendszereket bemutató laboratórium vezeti
be 2 óra kiméretben.
A félév során 10 tématerülettel foglalkoznak a hallgatók, tématerületenként egy alkalommal, alkalmanként 4 órában.

A tervezett tématerületek:


1. Grafikus felhasználói felület megvalósítása mikrokontrolleren, grafikus könyvtárak és bemeneti
perifériák használata. Egyszerű grafikus felhasználó felület elemek és azok használata.

2. Grafikus felhasználói felület megvalósítása mikrokontrolleren, grafikus könyvtárak és bemeneti
perifériák használata. Szenzoradatok online megjelenítése a grafikus felhasználói felületen, az
ezzel kapcsolatos felhasználói felület elemek használta, idődiagramok és azok kezelése (az 1.
mérés alapján).

3. Hangfeldolgozás mikrokontrolleren, A/D és D/A használata mikrokontrolleren, online
hangrögzítés és lejátszás, egyszerű jelfeldolgozási feladatok megoldása (késleltetés, torzítás, stb.).

4. DSP programkönyvtár alkalmazása összetettebb jelfeldolgozási feladatok implementációjára,
egyszerű szűrési és egyéb jelfeldolgozási feladatok megvalósítása valós jeleken (a 3. mérés
alapján).

5. USB perifériák megvalósítása mikrovezérlővel, USB működés, monitorozása a fejlesztő PC-ről.
USB feletti virtuális soros port (CDC) megvalósítása és egyszerű parancsértelmező illesztése,
parancsok illesztése a megvalósításhoz.

6. USB perifériák megvalósítása mikrovezérlővel, USB működés, monitorozása a fejlesztő PC-ről.
USB HID device (e.g. keyboard) és mass storage eszközök megvalósítása és használata
mikrovezérlővel, az ilyen eszközök illesztése perifériához (pl. nyomógomb leképzése keyboard-ra).

7. Autóipari kommunikáció, CAN interfészt használó mikrokontrolleres szoftverek fejlesztése. CAN
kommunikációs protokoll megvalósítása és monitorozása.

8. Ethernet és TCP/IP alkalmazástechnikája mikrokontrollereken. Keretküldés és fogadás Ethernet
szinten. Ismerkedés az lwIP pehelysúlyú IP protokollkészlettel, az lwIP konfigurálása, a DHCP
szerepe. UDP szolgáltatás fejlesztése. Ethernet és TCP/IP fejlesztés eszközei (hálózatmonitorozás).

9. HTTP szerver és kliens alkalmazástechnikája mikrokontrolleren, filerendszer és I/O leképzése a
WEB lapokra, on-line adatgyűjtés és adatmegjelenítés TCP/IP felett kliens-szerver architektúrában.

10. Vezeték-nélküli Wi-Fi kommunikáció szoftveres megvalósítása mikrokontrollereken. Szoftver
hozzáférési pont és kliens konfigurálása, Wi-Fi hozzáférési pontok felderítése, TCP/IP
kommunikáció (8. és 9. mérés alapján) Wi-Fi felett. Wi-Fi fejlesztés eszközei, Wi-Fi monitorozása.

Önállóan feldolgozandó anyag:
GUI library, DSP library, USB library, lwIP és Wi-Fi library dokumentáció

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) Laboratórium
10. Követelmények

A szorgalmi időszakban a hallgatók az előírt tématerületeknek
megfelelő tervezési, implementációs és mérési feladatokat végzik el.

Az egyes tématerületen elvégzett munka és eredmények
dokumentálására minden esetben mérési jegyzőkönyv készül. A
mérésre kapott érdemjegyet a mérést bevezető felelet, a mérés során
mutatott aktivitás és a jegyzőkönyv alapján állapítjuk meg.

A feladatok értékelése után kialakított félévközi jegy az összes
érdemjegy átlaga, x.50-től felfelé kerekítve.

11. Pótlási lehetőségek Hiányzás esetén a teljes félév során maximum 2 foglalkozás pótolható függetlenül a mulasztás okától vagy a mulasztott alkalmak számától. A pótlás időpontját a pótlandó laboratórium laborvezetőjével kell egyeztetni, és arról a tárgyfelelőst értesíteni kell. Pótlásra a szorgalmi időszakban vagy pótlási héten van lehetőség.
12. Konzultációs lehetőségek Igény szerint, a laboratóriumot tartó oktatókkal előzetes időpont egyeztetés után.
13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom A tárgy honlapján közzétett előzetes felkészülési és segédanyagok.
14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
Kontakt óra42
Félévközi készülés órákra42
Felkészülés zárthelyire, házi feladat
0
Jegyzőkönyv elkészítése30
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása36
Vizsgafelkészülés0
Összesen150
15. A tantárgy tematikáját kidolgozta Dr. Kovácsházy Tamás
Dr. Orosz György
Naszály Gábor
Scherer Balázs
IMSc tematika és módszer Az IMSc programban résztvevő hallgatók számára lehetőség van az alapfeladatokon felül további kiegészítő, "extra" részfeladatok megvalósítására az adott. Ezek az "extra" feladatok a tananyag átfogóbb, mélyebb megértését segítik.
IMSc pontozás

A tárgy keretén belül összesen 25 IMSc pont kapható. Tématerületenként 2.5 IMSc pont
szerezhető, feltéve, hogy a hallgató jeles értékelést kapott az adott tématerületre.

A laboratóriumok elején az IMSc pontot szerezni kívánó hallgatóknak az ilyen igényüket a
laboratóriumot vezetőnek jelezniük kell.

Az IMSc pontok megszerzése a programban nem szereplő hallgatók számára is biztosított.