Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Systemy mikroprocesorowe I
Tok studiów:
2014/2015
Kod:
IEL-1-407-s
Wydział:
Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Elektronika
Semestr:
4
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
dr hab. inż. Russek Paweł (russek@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
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)
dr inż. Pietroń Marcin (pietron@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Kurs jest wprowadzeniem do podstaw budowy i funkcjonownaia mikroprocesorów

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 Student rozumie działanie danego systemu mikroprocesorowego (aplikacji mikrokontrolera), dysponuje wiedzą dotyczącą działania jego poszczególnych komponentów. Kolokwium
M_W002 Student dysponuje podstawową wiedzą o budowie mikroprocesora, zna klasyfikacje, podziały, ograniczenia i trendy rozwojowe. EL1A_W08, EL1A_W01 Kolokwium
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. EL1A_W08 Kolokwium
Umiejętności
M_U001 Student umie efektywnie wykorzystywać szczegółowe informacje podawane przez producentów mikroprocesorów i mikrokontrolerów, w zakresie analizy i doboru właściwych elementów do danej aplikacji. Udział w dyskusji,
Odpowiedź ustna
M_U002 Student potrafi dokonać analizy działania danego systemu mikroprocesorowego oraz określić jego własności i możliwości wykorzystania dla danego zastosowania. EL1A_U09, EL1A_U13 Udział w dyskusji,
Odpowiedź ustna
M_U003 Student potrafi dokonać rozbudowy systemu o dodatkowe karty funkcjonalne w odniesieniu do istniejącego standardu magistrali. Udział w dyskusji,
Odpowiedź ustna
Kompetencje społeczne
M_K001 Student rozumie potrzebę ciągłego dokształcania się i bieżącego śledzenia nowych rozwiązań. Udział w dyskusji,
Odpowiedź ustna
M_K002 Student ma świadomość wpływu projektowanych rozwiązań na środowisko, ergonomię oraz bezpieczeństwo pracy. Udział w dyskusji,
Odpowiedź ustna
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
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. + - - + - - - - - - -
Umiejętności
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. + - + + - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student rozumie potrzebę ciągłego dokształcania się i bieżącego śledzenia nowych rozwiązań. + - + - - - - - - - -
M_K002 Student ma świadomość wpływu projektowanych rozwiązań na środowisko, ergonomię oraz bezpieczeństwo pracy. + - + + - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

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

Ćwiczenia laboratoryjne:

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

Ćwiczenia projektowe:
-
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 126 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w wykładach 28 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 28 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 14 godz
Przygotowanie do zajęć 24 godz
Wykonanie projektu 14 godz
Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. 10 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem 8 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

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

Wymagania wstępne i dodatkowe:

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

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Wykład
1. P. Metzger: Anatomia PC, Helion, Gliwice 2009
2. W. Stallings: Computer Organization and Architecture
3. D.A. Patterson, J.N. Hennessy: Computer Organization and Design. The Hardware Software Interface,
4. F. Vahid, T. Givargis: Embedded System Design. A Unified Hardware/Software Introduction
5. D.M. Harris, S.L. Harris: Digital Design and Computer Architecture
Laboratorium
6. R. Baranowski: Mikrokontrolery AVR ATmega w praktyce
7. M.A. Mazidi, S. Naimi. AVR Microcontroller and Embedded Systems: Using Assembly and C

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

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.

Informacje dodatkowe:

Brak