Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Złożone systemy cyfrowe
Tok studiów:
2014/2015
Kod:
IIN-1-506-s
Wydział:
Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Informatyka
Semestr:
5
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
Długopolski Jacek (dlugopol@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
Długopolski Jacek (dlugopol@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Celem laboratorium jest opanowanie umiejętności praktycznego wykorzystania wiedzy dot. takich dziedzin jak: podstawy elektroniki, technika cyfrowa i technika mikroprocesorowa.

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 Zna i rozumie budowę oraz zasadę działania złożonych systemów cyfrowych, a także potrafi wykazać ich przydatność w systemach sterowania (typu embeded). IN1A_W12 Odpowiedź ustna
M_W002 Zna i rozumie znaczenie wszystkich spraw i pojęć dotyczących dziedzin: "Podstawy Elektroniki", "Technika Cyfrowa", "Mikroprocesory" oraz potrafi je wykorzystać w praktyce do budowy złożonych systemów cyfrowych. IN1A_W12, IN1A_W11 Zaliczenie laboratorium
M_W003 Zna i rozumie budowę i działanie złożonych systemów przetwarzania informacji opartych o programowalne układy logiczne FPGA, sterowniki jedno-układowe lub mikroprocesory. IN1A_W12, IN1A_W11, IN1A_W09 Zaliczenie laboratorium
Umiejętności
M_U001 Potrafi wytłumaczyć działanie współczesnych systemów cyfrowych opartych na programowalnych układach FPGA lub mikroprocesorach oraz potrafi pokazać ich przykładowe praktyczne zastosowanie. IN1A_U03, IN1A_U01 Odpowiedź ustna
M_U002 Potrafi zaprojektować złożony system przetwarzania informacji cyfrowej. IN1A_U16 Wykonanie projektu
M_U003 Potrafi zaprojektować i oprogramować złożony system przetwarzania informacji lub system sterujący, wykorzystując do tego wybrany programowalny układ cyfrowy (FPGA, mikrokontroler, mikroprocesor). Potrafi stworzyć dokumentację dotyczącą wykonanych zadań. IN1A_U16, IN1A_U06, IN1A_U03, IN1A_U07, IN1A_U01, IN1A_U02, IN1A_U09 Wykonanie projektu
Kompetencje społeczne
M_K001 Potrafi działając w grupie rozwiązać złożony projekt, zrealizowany w oparciu o programowalne układy FPGA lub komputery lub moduły mikroprocesorowe lub też sterowniki jedno-układowe; albo korzystając z nowoczesnych technologii w celu realizacji postawionego sobie zadania, potrafi samodzielnie odpowiednio zaplanować swoje prace i ustalić priorytety, aby na końcu osiągnąć właściwy i satysfakcjonujący rezultat. IN1A_K03, IN1A_K04 Zaliczenie laboratorium
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 Zna i rozumie budowę oraz zasadę działania złożonych systemów cyfrowych, a także potrafi wykazać ich przydatność w systemach sterowania (typu embeded). - - + - - - - - - - -
M_W002 Zna i rozumie znaczenie wszystkich spraw i pojęć dotyczących dziedzin: "Podstawy Elektroniki", "Technika Cyfrowa", "Mikroprocesory" oraz potrafi je wykorzystać w praktyce do budowy złożonych systemów cyfrowych. - - + - - - - - - - -
M_W003 Zna i rozumie budowę i działanie złożonych systemów przetwarzania informacji opartych o programowalne układy logiczne FPGA, sterowniki jedno-układowe lub mikroprocesory. - - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi wytłumaczyć działanie współczesnych systemów cyfrowych opartych na programowalnych układach FPGA lub mikroprocesorach oraz potrafi pokazać ich przykładowe praktyczne zastosowanie. - - + - - - - - - - -
M_U002 Potrafi zaprojektować złożony system przetwarzania informacji cyfrowej. - - + - - - - - - - -
M_U003 Potrafi zaprojektować i oprogramować złożony system przetwarzania informacji lub system sterujący, wykorzystując do tego wybrany programowalny układ cyfrowy (FPGA, mikrokontroler, mikroprocesor). Potrafi stworzyć dokumentację dotyczącą wykonanych zadań. - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Potrafi działając w grupie rozwiązać złożony projekt, zrealizowany w oparciu o programowalne układy FPGA lub komputery lub moduły mikroprocesorowe lub też sterowniki jedno-układowe; albo korzystając z nowoczesnych technologii w celu realizacji postawionego sobie zadania, potrafi samodzielnie odpowiednio zaplanować swoje prace i ustalić priorytety, aby na końcu osiągnąć właściwy i satysfakcjonujący rezultat. - - + - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Ćwiczenia laboratoryjne:
Praktyczne wykonanie projektów dotyczących złożonych systemów cyfrowych opartych na programowalnych układach FPGA lub mikroprocesorach.

Projekty dotyczą tworzenia różnego rodzaju urządzeń, algorytmów i systemów przetwarzania informacji opartych o programowalne układy logiczne FPGA, sterowniki jedno-układowe lub mikroprocesory. Istotnym wymaganiem projektu jest niskopoziomowe podejście do budowanych algorytmów (np. użycie języka programowania bez korzystania z gotowych bibliotek).

Studenci mogą proponować własne tematy projektów, zgodne z ich zainteresowaniami i przyszłą specjalizacją. Tematy te jednak muszą być zaakceptowane przez prowadzącego zajęcia i mogą być przez niego zmienione lub zmodyfikowane stosownie do wymagań przedmiotu.

Przykładowe realizacje z lat poprzednich:

- Projekt i realizacja własnego nietypowego procesora w matrycy FPGA.
- Sprzętowy generator obrazu 3D oparty na FPGA.
- Sterowanie elementami inteligentnego budynku.
- Własna obsługa różnego rodzaju czujników, aktuatorów i urządzeń peryferyjnych
(1-Wire, I2C, SPI, RS232 itp.).
- Roboty mobilne i autonomiczne pojazdy: sterowane lokalnie lub zdalnie
- Sprzętowa implementacja algorytmów przetwarzania danych np. w układach FPGA
(szyfrowanie, kompresja, rozpoznawanie wzorców, itp.).
- Tworzenie własnych bibliotek lub sterowników dla użytych elementów sprzętowych.
- Systemy sprzętowej analizy i przetwarzania sieciowych pakietów Ethernet, Bluetooth,
ZigBee, itp.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 128 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem 25 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 35 godz
Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. 25 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 28 godz
Przygotowanie do zajęć 15 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocenę końcową stanowi ocena uzyskana przez studenta za wykonanie przydzielonych przez prowadzącego zadań. Oceniane są praktyczne efekty końcowe, dokumentacja, zdobyta wiedza oraz sumienność i zaangażowanie podczas zajęć.

Ze względu na laboratoryjną formę przedmiotu, niedostępny jest poprawkowy termin zaliczenia przedmiotu. Student musi zaliczyć przedmiot w czasie podstawowych zajęć.

W razie uzasadnionej i usprawiedliwionej nieobecności na zajęciach, student wyłącznie za zgodą prowadzącego może wyrównać powstałe w ten sposób zaległości z inną grubą laboratoryjną (jeśli będzie to fizycznie możliwe) w terminie wskazanym przez prowadzącego zajęcia.

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Znajomość podstaw Elektroniki,
Znajomość podstaw Informatyki,
Znajomość podstaw Techniki Cyfrowej i Mikroprocesorowej.
Umiejętność niskopoziomowego programowania w językach: "C" lub podobnych.
Mile widziana umiejętność niskopoziomowego programowania w języku: Asembler.
Podstawowa wiedza na temat technologii programowalnych układów scalonych FPGA.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:


Literatura podstawowa:

# M. Zwoliński: “Projektowanie układów cyfrowych z wykorzystaniem języka VHDL”; WKŁ 2007
# K. Skahill: “Jezyk VHDL”; WNT 2001
# S. Sutherland, S. Davidmann, P. Flake: “SystemVerilog for Design”; Springer-Verlag GmbH 2006
# P. Metzger, A. Jełowiecki: “Anatomia PC”; Helion 2008
# M. Kardaś: “Mikrokontrolery AVR Język C”; Atnel 2011
# P. Borkowski: “Mikrokontrolery PIC w praktycznych zastosowaniach”; Helion 2012


Literatura uzupełniająca:

# A. Skorupski: “Podstawy budowy i działania komputerów”; WKŁ 2000
# W. Stallings: “Organizacja i architektura systemu komputerowego”; WNT 2000
# R. Krzyżanowski:“Układy mikroprocesorowe”; PWN 2016
# J. Majewski, P. Zbysiński: “Układy FPGA w przykładach”; BTC 2007

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Wójcik W., Długopolski J., “FPGA-based multi-core processor”, Computer Science, Informatyka, University of Mining and Metallurgy, Kraków ; ISSN 1508-2806. — 2013 vol. 14 no. 3, s. 459–474.

Informacje dodatkowe:

.