Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással
    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Nagyteljesítményű mikrokontrollerek és interfészek laboratórium

    A tantárgy angol neve: High Performance Microcontrollers and Interfaces Laboratory

    Adatlap utolsó módosítása: 2022. december 27.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar     		Villamosmérnöki szak, MSc képzés       
    Számítógép-alapú rendszerek főspecializáció       
    A1 labor       
    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIAUMA17   0/0/3/f 5  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Nagy Ákos,
    A tantárgy tanszéki weboldala https://www.aut.bme.hu/Course/VIAUMA17
    4. A tantárgy előadója
     Név:
    		 Beosztás: Tanszék, intézet:
     Dr. Nagy Ákos
    		 egyetemi adjunktus
    		 Automatizálási és Alkalmazott
     Informatikai Tanszék
     Kovács Viktor
    		 egyetemi tanársegéd Automatizálási és Alkalmazott
     Informatikai Tanszék
    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Nagyteljesítményű mikrokontrollerek és interfészek c. tantárgy ismeretei.
    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    Nagyteljesítményű mikrokontrollerek és interfészek c. tantárgy megszerzett kredit.
    NEM
    (TárgyEredmény( "BMEVIAUMA11", "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény("BMEVIAUMA11", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

    A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

    A kötelező előtanulmányi rend az adott szak honlapján és képzési programjában található.

    Ajánlott:
    -
    7. A tantárgy célkitűzése Az elvégzendő mérések a Nagyteljesítményű mikrokontrollerek és interfészek tárgyhoz kapcsolódnak, kiegészítik és a gyakorlatban is bemutatják a megelőző félévben előadásokon és gyakorlatokon hallottakat.  A mérések az előzménytárgy főbb tématerületeit lefedve gyakorlatias, naprakész tudást biztosítanak. A hallgatók a mérések során gyakorlatban is megismerkednek a grafikus processzorok (GPU) programozásával, megvizsgálják a népszerű USB interfész használatát. Ezenkívül megvizsgálják a párhuzamos végrehajtás különböző lehetőségeit egy heterogén SoC áramkör (Xilinx Zynq) segítségével. További mérések során a hallgatók betekintést nyerhetnek a nagyobb teljesítményű, ARM architektúrájú mikrovezérlőkre történő szoftverfejlesztésbe FreeRTOS és Linux operációs rendszer alkalmazásával.
    8. A tantárgy részletes tematikája

    A tárgy első mérése során a processzor mikroarchitektúrák alapvető funkcionális elemeinek működését vizsgálják meg a hallgatók gyakorlati példákon keresztül. A következő két mérés a grafikus processzorok (GPU) programozásával foglalkozik. A harmadik és negyedik mérésen a hallgatók megismerkednek az USB interfész használatával mind a host, mind az eszköz oldaláról. A hatodik és hetedik mérés a párhuzamos végrehajtás különböző lehetőségeit vizsgálja meg képfeldolgozási feladatok példáin keresztül, egy Xilinx Zynq PSoC segítségével összehasonlítva az FPGA-ban megvalósított hardveres, valamint a SIMD utasításokkal gyorsított processzor alapú feldolgozás tulajdonságait. A nyolcadik és kilencedik mérésen a beágyazott rendszerekre történő szoftverfejlesztés objektumorientált megközelítésének, illetve a beágyazott operációs rendszerek (esetünkben FreeRTOS) alkalmazásának előnyeit mutatjuk be ARM architektúrájú mikrovezérlőkön. Az utolsó mérésen a hallgatók a Linux alapú szoftverfejlesztést ismerhetik meg többmagos processzorok esetén.

    A labormérések a következők:

    1.    Processzorok funkcionális egységeinek vizsgálata
    2.    Grafikus processzorok általános célú programozása 1.
    3.    Grafikus processzorok általános célú programozása 2.
    4.    USB kommunikáció megvalósítása és vizsgálata 1.
    5.    USB kommunikáció megvalósítása és vizsgálata 2.
    6.    Párhuzamosan végrehajtható algoritmusok megvalósítása Zybo platformon 1.
    7.    Párhuzamosan végrehajtható algoritmusok megvalósítása Zybo platformon 2.
    8.    Objektumorientált alkalmazásfejlesztés beágyazott környezetben
    9.    FreeRTOS operációs rendszer alkalmazása ARM mikrovezérlőn
    10.    Alkalmazásfejlesztés multiprocesszoros környezetben
    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) A tárgy anyaga 10 db 4 órás laboratóriumi mérésből, ill. egy 2 órás félév eleji tájékoztatóból áll, melyeket az Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék laboratóriumában kell elvégezni.
    10. Követelmények A tantárgy során 10 db 4 órás laboratóriumi mérés anyagát kell elsajátítani, a méréseket elvégezni és mérési jegyzőkönyvet készíteni. A hallgató a mérésekre egy-egy osztályzatot kap (felelet, mérési munka és jegyzőkönyv alapján), a gyakorlati jegy a mérésekre kapott jegyek átlaga. A gyakorlati jegy megszerzésének feltétele valamennyi mérés sikeres (legalább elégséges szinten történő) elvégzése.
    11. Pótlási lehetőségek A mérésekhez összesen 2 db pótlási lehetőséget biztosítunk. Mérés kizárólag a szorgalmi időszakban pótolható a mérésvezetővel vagy a tárgyfelelőssel előre egyeztetett időpontban.
    12. Konzultációs lehetőségek A mérést vezető mérésvezetővel, előre egyeztetett időpontban.
    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom A mérésekhez rendelkezésre állnak a felkészülést segítő elektronikus mérési útmutatók és segédanyagok.
    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra 42
    Félévközi készülés órákra 56
    Felkészülés zárthelyire -
    Házi feladat elkészítése -
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása 52
    Vizsgafelkészülés -
    Összesen 150
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta
     Név:
    		 Beosztás: Tanszék, intézet:
     Dr. Nagy Ákos
    		 egyetemi adjunktus
    		 Automatizálási és Alkalmazott
     Informatikai Tanszék
     Kovács Viktor
    		 egyetemi tanársegéd Automatizálási és Alkalmazott
     Informatikai Tanszék