BME VIK - Alkalmazott beágyazott rendszerek

3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Péceli Gábor,

A tantárgy tanszéki weboldala http://www.mit.bme.hu/oktatas/targyak/vimim017/index.html

4. A tantárgy előadója

Dr. Péceli Gábor egyetemi tanár, MIT

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Elsősorban a mérés és modellezés, az irányításelmélet és a beágyazott rendszerek témaköreinek ismeretére épít, de jelentős tájékozottságot feltételez a számítástechnika témaköreiben is.

6. Előtanulmányi rend

Ajánlott:
Nincs.

7. A tantárgy célkitűzése A tantárgy célja a fizikai, biológiai, kémiai, technológiai környezetükkel aktív, valós idejű információs kapcsolatban álló ún. beágyazott számítógépes rendszerek informatikai vonatkozásainak bemutatása és a létrehozásukhoz szükséges ismeretek és készségek fejlesztése gyakorlati példákon keresztül. További cél a tartósan autonóm és valós idejű működés, valamint a szolgáltatásbiztonság követelményeit figyelembe vevő tervezési elvek és módszerek, továbbá a tervezést segítő eszközök bemutatása járműmechatronikai alkalmazásokhoz kapcsolódóan.

A tantárgy követelményeit eredményesen teljesítő hallgatóktól elvárható, hogy átfogó ismeretekkel rendelkezzenek a beágyazott információs rendszerekkel szemben támasztható és támasztandó követelményekről, ismerjék a főbb tervezési elveket, valamint az elkészült rendszerek tesztelésével és diagnosztikájával kapcsolatos módszerek lényeges elemeit.

8. A tantárgy részletes tematikája

1. Bevezetés (2 hét) Beágyazott rendszerek definíciója, tipikus alkalmazások, követelmények.Valós idejű alkalmazások, időkezelés valós idejű rendszerekben. Puha és kemény, eseményvezérelt és idővezérelt valós idejű rendszerek.

2. Erőforrás-allokáció, ütemezés, kommunikáció, szinkronizáció (4 hét)

Ütemezés: prioritásos ütemezés, válaszidő-számítás; nem független taszkok esete; prioritás felső-határ protokollok.Időkezelés: órák megvalósítása; szinkronizálás és időmérés elosztott rendszerekben. A memóriamenedzsment és a válaszidő.Eseményvezérelt és idővezérelt kommunikáció.Esemény-megfigyelés, állapot-megfigyelés. A valós idejű változók és képük, az időbeni pontosság. Periodikus frissítés, akciókésleltetés. Beágyazott operációs rendszerek, kernelek, futtatórendszerek.

3. Érzékelő hálózatok (1 hét)

Az érzékelő hálózatok feladata, kialakítása és hardvermegoldásai. Az érzékelő hálózatokban alkalmazott ad hoc topológiák, kiépítésük módszerei. Időszinkronizáció vezeték nélküli hálózatokban.

4. A beágyazott rendszer és a befogadó környezet modellezése (2 hét)

Valós idejű számítógépes rendszerek modellezése és modellezési eszközei. A befogadó környezet folytonos, diszkrét, hibrid és heterogén modelljei, valamint modellezési eszközei a járműmechatronikában.

5. Beágyazott rendszerek tervezése (3 hét)

Példák a fizikai és az információs folyamatok integrálására, követelményanalízis. Példák valós idejű információ feldolgozásra, követelményanalízis. Hardver-szoftver együttes tervezés. Példák, esettanulmányok járműmechatronikai alkalmazásokra.

6. Beágyazott rendszerek minősítése, minőségbiztosítása (2 hét) Termékminőség, a szolgáltatások biztonsága, biztonságkritikus rendszerek. Ellenőrzéstechnológia a tervezés során: verifikáció, validáció, szimuláció, mérés. Ellenőrzéstechnológia a működtetés során: monitorozás és diagnosztika. Megbízhatóság, (szolgáltatás)biztonság, rendelkezésre állás.

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

10. Követelmények a.               A szorgalmi időszakban: egy zárthelyi és egy házi feladat
b.               A vizsgaidőszakban: szóbeli vizsga
                  Elővizsga: nincs

11. Pótlási lehetőségek A zárthelyi pótlása és a házi feladat késedelmes leadása a TVSZ szerint.

12. Konzultációs lehetőségek A vizsgák előtti napokon, egyébként egyéni megbeszélés szerint.

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom Óravázlatok, jegyzet fejezetek, segédletek elektronikusan hozzáférhető formában.
[1]   H. Kopetz: Real-Time Systems, Design Principles for Embedded Applications, Kluwer Academic Publishers, 1997.
[2]   Giorgio Butazzo, HARD REAL-TIME COMPUTING SYSTEMS: Predictable Scheduling Algorithms and Applications, Kluwer, 1997.
[3]   Jane W.S. Lu, Real-Time Systems, Prentice-Hall, 2000.
[4]   U. Kiencke, L. Nielsen, Automotive Control Systems, Springer, 2000.

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

Kontakt óra	42
Félévközi készülés órákra	10
Felkészülés zárthelyire	8
Házi feladat elkészítése	12
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása
Vizsgafelkészülés	48
Összesen	120

15. A tantárgy tematikáját kidolgozta Dr. Péceli Gábor egyetemi tanár, MIT

Egyéb megjegyzések

A tárgy angol neve: Applied embedded systems