Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Technika mikroprocesorowa 1
Course of study:
2014/2015
Code:
IET-1-402-s
Faculty of:
Computer Science, Electronics and Telecommunications
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Electronics and Telecommunications
Semester:
4
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Responsible teacher:
dr hab. inż. Russek Paweł (russek@agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr hab. inż. Jamro Ernest (jamro@agh.edu.pl)
dr inż. Rumian Roman (rumian@agh.edu.pl)
dr hab. inż. Russek Paweł (russek@agh.edu.pl)
Sokołowski Mariusz (sokolows@agh.edu.pl)
Module summary

Kurs jest wprowadzeniem do podstaw budowy i funkcjonownaia mikroprocesorów

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 Student ma świadomość wpływu projektowanych rozwiązań na środowisko, ergonomię oraz bezpieczeństwo pracy. ET1A_K02 Participation in a discussion,
Oral answer
M_K002 Student rozumie potrzebę ciągłego dokształcania się i bieżącego śledzenia nowych rozwiązań. ET1A_K01 Participation in a discussion,
Oral answer
Skills
M_U001 Student umie efektywnie wykorzystywać szczegółowe informacje podawane przez producentów mikroprocesorów i mikrokontrolerów, w zakresie analizy i doboru właściwych elementów do danej aplikacji. ET1A_U18, ET1A_U05, ET1A_U01 Participation in a discussion,
Oral answer
M_U002 Student potrafi dokonać analizy działania danego systemu mikroprocesorowego oraz określić jego własności i możliwości wykorzystania dla danego zastosowania. ET1A_U09 Participation in a discussion,
Oral answer
M_U003 Student potrafi dokonać rozbudowy systemu o dodatkowe karty funkcjonalne w odniesieniu do istniejącego standardu magistrali. ET1A_U22, ET1A_U03 Participation in a discussion,
Oral answer
Knowledge
M_W001 Student rozumie działanie danego systemu mikroprocesorowego (aplikacji mikrokontrolera), dysponuje wiedzą dotyczącą działania jego poszczególnych komponentów. ET1A_W06 Test
M_W002 Student dysponuje podstawową wiedzą o budowie mikroprocesora, zna klasyfikacje, podziały, ograniczenia i trendy rozwojowe. ET1A_W02, ET1A_W01 Test
M_W003 Student dysponuje aparatem matematycznym, wykorzystywanym w mikroprocesorach w zakresie zapisów binarnych, relacji, operacji dla liczb stało i zmiennoprzecinkowych. Student rozumie język asemblerowy i potrafi się nim posługiwać. ET1A_W07, ET1A_W01 Test
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 Student ma świadomość wpływu projektowanych rozwiązań na środowisko, ergonomię oraz bezpieczeństwo pracy. + - + - - - - - - - -
M_K002 Student rozumie potrzebę ciągłego dokształcania się i bieżącego śledzenia nowych rozwiązań. + - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Student umie efektywnie wykorzystywać szczegółowe informacje podawane przez producentów mikroprocesorów i mikrokontrolerów, w zakresie analizy i doboru właściwych elementów do danej aplikacji. + - + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi dokonać analizy działania danego systemu mikroprocesorowego oraz określić jego własności i możliwości wykorzystania dla danego zastosowania. + - + - - - - - - - -
M_U003 Student potrafi dokonać rozbudowy systemu o dodatkowe karty funkcjonalne w odniesieniu do istniejącego standardu magistrali. + - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student rozumie działanie danego systemu mikroprocesorowego (aplikacji mikrokontrolera), dysponuje wiedzą dotyczącą działania jego poszczególnych komponentów. + - + - - - - - - - -
M_W002 Student dysponuje podstawową wiedzą o budowie mikroprocesora, zna klasyfikacje, podziały, ograniczenia i trendy rozwojowe. + - - - - - - - - - -
M_W003 Student dysponuje aparatem matematycznym, wykorzystywanym w mikroprocesorach w zakresie zapisów binarnych, relacji, operacji dla liczb stało i zmiennoprzecinkowych. Student rozumie język asemblerowy i potrafi się nim posługiwać. + - - - - - - - - - -
Module content
Lectures:

Zajęcia prowadzone są w postaci wykładu (30 h) oraz laboratorium (15 h).

Wykład 30 h

1. Pojęcia podstawowe 4h
Ewolucja automatu w mikroprocesor
Podstawowe operacje mikroprocesora
Ścieżka danych: rejestry, ALU
Jednostka kontrolna
Pamięć zewnętrzna

2. Lista instrukcji 4h
Typy rozkazów i tryby adresowania
Rozkazy rozgałęzień
Rozkazy przesunięć i obrotów
Rozkazy logiczne i arytmetyczne

3. Praca mikroprocesora 4h
Stos
Stany wyjątkowe
Przerwania mikroprocesora
Realizacja instrukcji mikroprocesora
Potokowość

4. Arytmetyka binarna 4h
Reprezentacja i arytmetyka liczb całkowitych
Kody U2 i BCD
Reprezentacja zmiennoprzecinkowa
Arytmetyka zmiennoprzecinkowa
Reprezentacja liczb zmiennoprzecinkowych.
Układy arytmetyczne (dodające i mnożące)
Standard IEEE 754

5. Pamięci 4h
Typy i rola pamięci
Budowa pamięci komputerowej
Fizyczna organizacja pamięci
Pamięci RAM, ROM, SRAM, DRAM
Pamięci asynchroniczne i synchroniczne
Cykle dostępu do pamięci
Pamięć zewnętrzna DDR

6. Hierarchia pamięci 4h
Pamięć wewnętrzna i zewnętrzna
Cache i organizacja cache’a
Pamięć wirtualna, segmentacja i stronicowanie, menadżer pamięci
Dostęp blokowy do pamięci
Ochrona pamięci, menadżer pamięci
Tryb pracy rzeczywisty i wirtualny procesora

7. Magistrala procesora 4h
Rola magistrali
Magistrala wewnętrzna i zewnętrzna.
Standardy i typy magistral (point-to-point, bus)
Przykłady standardów popularnych magistral
Współpraca procesora z magistralą
Bezpośredni dostęp do pamięci DMA

Laboratory classes:

Laboratorium 15 h

1. Wprowadzenie do programowania mikrokontrolerów ATMega w języku assembler
2. Instrukcje rozgałęzień i pętli
3. Wykorzystanie stosu i podprogramów
4. Zastosowanie rozkazów i operacji logicznych
5. Rozkazy arytmetyczne
6. Programowanie liczników i układów czasowych układów ATMega
7. Programowanie przerwań w układach ATMega

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 100 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Participation in lectures 28 h
Realization of independently performed tasks 13 h
Participation in laboratory classes 14 h
Preparation for classes 25 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 10 h
Contact hours 10 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

W ocenie końcowej są uwzględniane oceny cząstkowe ze sprawdzianów podczas ćwiczeń laboratoryjnych

Prerequisites and additional requirements:

· Znajomość techniki cyfrowej
· Znajomość układów analogowych współpracujących z mikrokontrolerami
· Znajomość zasad algorytmiki

Recommended literature and teaching resources:

1. strona firmowa www.freescale.com
2. strona firmowa www.intel.com
3. strona firmowa www.arm.com
4. P. Metzger: Anatomia PC, Helion, Gliwice 2009
5. H. Kriedl: Mikrokontrolery 68HC08 w praktyce, BTC, Warszawa 2005
6. W. Mielczarek: Szeregowe interfejsy cyfrowe, Helion, Gliwice 1994
7. K. Paprocki: Mikrokontrolery STM32 w praktyce, BTC, Warszawa 2009
8. L. Bryndza: Mikrokontrolery z rdzeniem ARM7, BTC, Warszawa 2007
9. Z. Hajduk: Mikrokontrolery w systemach zdalnego sterowania, BTC, Warszawa 2005

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Russek P., et al. A custom co-processor for the discovery of low autocorrelation binary sequences. Measurement Automation Monitoring, 2016, 62.

Kowalczyk, K., Wozniak, S., Chyrowicz, T., & Rumian, R. (2016, September). Embedded system for acquisition and enhancement of audio signals. In Signal Processing: Algorithms, Architectures, Arrangements, and Applications (SPA), 2016 (pp. 68-71). IEEE.

Marszałek K., Rumian R., Układ analizy samochodowego sterownika pokładowego — [Analysis system for board computer investigation], KKE ’2003 : II Krajowa Konferencja Elektroniki : Kołobrzeg 9–12 czerwca 2003 : materiały konferencji. T. 2/2. — Koszalin : Wydział Elektroniki Politechniki Koszalińskiej, 2003 + CD-ROM. — S. 639–644. — Bibliogr. s. 644, Streszcz.

Additional information:

None