BME VIK - Beágyazott rendszerek hálózati eszközei

magyar nyelvű adatlap

vissza a tantárgylistához nyomtatható verzió

Beágyazott rendszerek hálózati eszközei

A tantárgy angol neve: Network Devices of Embedded Systems

Adatlap utolsó módosítása: 2006. július 1.

Tantárgy lejárati dátuma: 2009. november 24.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Villamosmérnöki Szak

Informatika Szak

Választható tárgy

Tantárgykód	Szemeszter	Követelmények	Kredit	Tantárgyfélév
VIMIAV14		4/0/0/v	5	1/1

3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Kolumbán Géza,

4. A tantárgy előadója

Név:	Beosztás:	Tanszék:
Dr. Kolumbán Géza	docens	MIT
Dr. Tóth Csaba	adjunktus	MIT

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

Digitális technika, jelek és rendszerek, adatátvitel, számítógép-hálózatok.

6. Előtanulmányi rend

Ajánlott:

Villamosmérnök-hallgatóknak:

Digitális technika I., II.; Hálózatok és rendszerek I., II.; Informatika I., II.

Informatikus hallgatóknak:

Digitális technika I., II.; Jelek és rendszerek; Számítógép-hálózatok.

Tematikaütközés miatt a tárgyat csak azok vehetik fel, akik korábban nem hallgatták a következő tárgyat:

bmevimm9019 Elektronikai rendszertervezés (választható tárgy)

7. A tantárgy célkitűzése

A tárgy célkitűzése, hogy megtanítsa azokat a rendszertechnikai elveket, hardver- és szoftvereszközöket, amelyek a beágyazott rendszerek informatikai és méréstechnikai eszközeinek rendszerbe kapcsolásához szükségesek. Az elméleti ismeretek átadása mellett a kurzus nagy figyelmet fordít a jelenleg használatos hálózati eszközök és rendszerek gyakorlati ismertetésére.

A kurzust sikeresen abszolváló hallgatók megismerkednek a beágyazott rendszerek kommunikációs technikáival, az adatkapcsolati és a fizikai rétegek működésének alapelveivel és legfontosabb rendszertechnikai megoldásaival, valamint a megvalósítás eszközeivel. A kurzus hallgatói megtanulják a vezeték nélküli kommunikáció alapelveit, és egy konkrét eszköz kapcsán megismerkednek azokkal az alapfogalmakkal, amelyek egy vezeték nélküli adatátviteli rendszer felhasználói szintű alkalmazásához szükségesek.

A tárgy az OSI modell szerinti fizikai és adatkapcsolati rétegre fókuszál, így a felsőbb rétegekkel csak a feltétlenül szükséges mértékben foglalkozik.

8. A tantárgy részletes tematikája

A kurzus az egy áramköri kártyán belül alkalmazható soros kommunikációs technikák ismertetésével indul, majd a kártyák és a közeli készülékek közötti soros kommunikáción keresztül eljut a helyi hálózatokig, jellemzően az Ethernet LAN-okig. A tárgy átfogó képet nyújt a beágyazott rendszerekben alkalmazható kommunikációs technikákról. A kiemelten fontos részterületeket, mint a vezeték nélküli "very local" hálózatokat, és azon belül is a kis hatósugarú, vezeték nélküli kommunikációs rendszereket a hozzájuk tartozó protokollokkal együtt részletesen tárgyalja, és egyéni feladatokkal, demonstrációkkal segíti a hallgatókat ezen anyagrészek elsajátításában.

A tárgy fontosabb témakörei:

A beágyazott rendszerek szempontjából releváns kommunikációs alapfogalmak áttekintése a pont-pont kapcsolattól a helyi hálózatokig
A fizikai réteg fontosabb szabványai az RS-232-től a rádiós interfészeken keresztül az Ethernet fizikai rétegéig (áttekintés)
A fizikai réteg tervezési kérdései és technikái a fizikai alapoktól az integrált áramkörökig:

A vezeték nélküli adatátvitel alapfogalmai
A beltéri rádiós adatátvitel korlátjai, a csatornamodell
Az IEEE 802.15 mint a kissebességű rádiós adatátvitel szabványa
A fizika réteg kialakítása: az IEEE 802.15.4 szabvány és az UWB rádió
Megvalósított berendezések analízise: BME mitmót rádiós interfésze, Integration IA4420, Texas TRF6900A stb.

Az adatkapcsolati réteg tervezési kérdései
Az adatkapcsolati réteg jellemző protokolljai:

Vezetékes hálózatok MAC protokolljai
Vezeték nélküli protokollok sajátosságai, a ZigBee protokoll elemei

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

Előadás, demonstráció, egyéni feladatok.

10. Követelmények

a. A szorgalmi időszakban: az aláírás megszerzésének feltétele egy nagyfeladat megfelelő szintű elkészítése.

b. A vizsgaidőszakban: a hallgatóknak írásbeli vizsgát kell tenniük.

Elővizsga: az utolsó tanulmányi héten.

11. Pótlási lehetőségek

A nagyfeladatot csak a szorgalmi időszakban lehet elkészíteni és beadni.

12. Konzultációs lehetőségek

A hallgatók kérésére konzultációs lehetőséget biztosítunk.

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

Adatátviteli alapismeretekhez:

W. Stallings: Data and Computer Communications. 3rd edition, Macmillan, 1991,
ISBN 0-02-415454-7) vagy

U. D. Black: Data Networks. Concepts, theory, and practice. Prentice-Hall, 1989,
ISBN 0-13-198599-X

Általános számítógép-hálózati ismeretekhez:

A. S. Tanenbaum: Számítógép-hálózatok (bármelyik angol vagy magyar kiadás)

Protokollok megismeréséhez:

J. A. Gutiérrez, E. H. Callaway Jr., R. L. Barrett Jr.: Low -Rate Wireless Personal Area Networ., Enabling Wireless Sensors with IEEE 802.15.4. IEEE Press, 2003.
ISBN 0-7381-3557-7

Az IEEE szabványok egy része és a ZigBee protokoll az Internetről letölthető.

A rádiós fizikai réteg tanulmányozásához:

K. Siwiak, D. McKeown: Ultra-Wideband Radio Technology. Whiley, 2004.
ISBN 0-470-85931-8

B. Razavi: RF Microelectronics. Prentice Hall, 1998. ISBN 0-13-887571-5

A fenti irodalmakat az oktatók által készített segédletek egészítik ki.

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

Kontakt óra	56
Félévközi készülés órákra	28
Házi feladat elkészítése	36
Vizsgafelkészülés	30
Összesen	150

15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

Név:	Beosztás:	Tanszék:
Dr. Kolumbán Géza	docens	MIT
Dr. Tóth Csaba	adjunktus	MIT

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

Beágyazott rendszerek hálózati eszközei