Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu - Centralny punkt logowaniaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Programowanie układów SoC z procesorami ARM

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 0800-PRUSOC Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (0613) Tworzenie i analiza oprogramowania i aplikacji
Nazwa przedmiotu: Programowanie układów SoC z procesorami ARM
Jednostka: Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej
Grupy: Informatyka Stosowana s2. Przedmioty do wyboru specjalistyczne (wszystkie)
Punkty ECTS i inne: 5.00
Język prowadzenia: polski
Wymagania wstępne:

W celu przyswojenia treści wykładu i możliwości praktycznego wykorzystania przedłożonych w nim informacji na ćwiczeniach, wymaga się uzupełnienia wiedzy z zakresu techniki cyfrowej oraz języka VHDL.

Całkowity nakład pracy studenta:

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli ( godz.75 ):

- udział w wykładach – 15h

- udział w ćwiczeniach – 45h

- konsultacje z nauczycielem akademickim – 15h


Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta ( godz.65):

- przygotowanie do ćwiczeń – 15h

- przygotowanie do egzaminu – 30h

- przygotowanie do kolokwium – 15h

- studiowanie literatury – 5h


Łącznie: 140 godz. (5 ECTS)

Efekty uczenia się - wiedza:

W1: posiada uporządkowaną wiedzę z zakresu budowy, działania oraz prototypowania w strukturach SoC – K_W01, K_W06

W2: posiada wiedzę z zakresu stosowania języka opisu sprzętu VHDL do opisu działania części programowalnej struktury Zynq – K_W04

W3: posiada wiedzę w zakresie stosowania specjalistycznych narzędzi i języków programowania przeznaczonych do projektowania w strukturach SoC – K_W05

Efekty uczenia się - umiejętności:

U1: stosując języki programowania VHDL, C potrafi oprogramować oraz zweryfikować poprawność działania systemu cyfrowego zaimplementowanego w strukturze SoC – K_U04, K_U07

U2: potrafi dokonać wyboru odpowiednich narzędzi programistycznych do realizacji przedłożonego zadania – K_U08

U3: wykorzystuje właściwie wybrane narzędzia programistyczne do realizacji projektów w strukturach SoC – K_U11

U4: posiada umiejętność samodzielnego wyszukiwania niezbędnych informacji koniecznych do rozwiązywania zadanego problemu – K_U01

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne:

K1: zna poziom własnej wiedzy, potrafi precyzyjnie formułować pytania używając do tego celu języka technicznego – K_K01, K_K05

K2: student działa i myśli kreatywnie rozwiązując zagadnienia z zakresu tworzenia aplikacji wykorzystujących procesory ARM, potrafi pracować samodzielnie i w zespole, potrafi dokonać analizy kosztów projektu – K_K06

K3: posiada świadomość skutków wadliwie działających systemów zrealizowanych w oparciu o struktury SoC – K_K02

Metody dydaktyczne eksponujące:

- pokaz

Metody dydaktyczne podające:

- wykład informacyjny (konwencjonalny)
- wykład problemowy

Metody dydaktyczne poszukujące:

- laboratoryjna
- projektu

Skrócony opis:

Celem zajęć jest przekazanie wiedzy z zakresu budowy, działania oraz programowania w strukturach układów MPSoC systemów cyfrowych. Student zostanie zaznajomiony ze środowiskami programistycznymi firmy Xilinx służącymi do programowania struktur MPSoC. W trakcie wykładu zostaną omówione wybrane zagadnienia związane z sposobami projektowania oraz testowania systemów cyfrowych przy użyciu narzędzi wyższego poziomu.

Pełny opis:

Główne zagadnienia poruszane na wykładzie:

1. Wstęp;

2. Zintegrowane środowisko programistyczne firmy Xilinx;

3. Projektowanie systemów cyfrowych z wykorzystaniem języka VHDL;

4. Modelowanie i testowanie układów cyfrowych;

5. Platforma sprzętowa z układem Zynq-7000 integrująca procesory ARM z elementami logiki programowalnej;

6. Metodyka oprogramowania platformy sprzętowej z układem Zynq-7000;

7. Metodyka projektowania i implementacji modułów IPCore.

Laboratorium:

1. Zintegrowane środowisko programistyczne firmy Xilinx;

- tworzenie i implementacja platformy sprzętowej;

- programowanie części sprzętowej w oparciu o język wysokiego poziomu;

2. Platforma Zynq-7000 integrująca procesory ARM z elementami logiki programowalnej;

3. Prototypowanie na platformie sprzętowej Zynq-7000:

- oprogramowanie zasobów wbudowanych w strukturze SoC;

- realizacja własnych modułów IPCore i ich wykorzystanie: tworzenie części sprzętowej i programowej (pisanie sterowników);

4. Implementacja systemu RTOS/OS w układach SoC;

5. Zarządzanie zasobami z poziomu osadzonego systemu operacyjnego;

6. Przykłady praktycznych zastosowań;

Zadania realizowane będą z wykorzystaniem zestawów uruchomieniowych firmy Digilent z układami Zynq.

Literatura:

Literatura podstawowa:

1. Zwoliński M.: Digital System Design with VHDL, Prentice Hall, 2004

2. Louise H. Crockett, Ross A. Elliot, Martin A. Enderwitz & Robert W. Stewart, The Zynq Book, Strathclyde Academic Media, 2014

3. Xilinx Corp: EDK Concepts, Tools, and Techniques. Hands-On Guide to Effective Embedded System Design, UG683, 2012

4. Dokumentacja techniczna zestawu z układem Zynq:

ZYBO FPGA Board Reference Manual, 2016

https://reference.digilentinc.com/_media/zybo:zybo_rm.pdf

Literatura uzupełniająca:

1. Kulesz Z.: Programowanie sterowników czasu rzeczywistego w układach PLD i FPGA, Politechnika Białostocka, 2015

2. Churiwala S.: Designing with Xilinx® FPGAs Using Vivado, Springer, 2016

3. Narzędzie programistyczne Xilinx Platform Studio oraz Embedded Development Kit (EDK):

https://www.xilinx.com/products/design-tools/platform.html

4. Gaikwad P.: Xilinx Chipscope Pro to Visualize FPGA Internal Signals, Lambert, 2014

Metody i kryteria oceniania:

Zaliczenie przedmiotu odbywa się na podstawie pozytywnej oceny z laboratorium oraz pozytywnego wyniku egzaminu pisemnego. Mianem pozytywnej oceny określa się ocenę różną od oceny ndst.

Egzamin pisemny w formie testu z pytaniami otwartymi i zamkniętymi sprawdza osiągnięcie efektów: W1, W2, W3.

Laboratorium zaliczane jest na podstawie średniej ocen uzyskanych z dwóch kolokwiów weryfikujących praktyczne umiejętności projektowania i implementacji w strukturach układów MPSoC systemów cyfrowych. Oceniana jest nie tylko logiczna poprawność wykonanych projektów ale także styl w jakim zostały one wykonane.

Kolokwia sprawdzają osiągnięcie efektów: U1, U2, U3, U4.

Podczas wykładu i laboratorium sprawdzane są dodatkowo osiągnięcia następujących efektów kształcenia: W1, W2, K1, K2, K3.

Kryteria oceniania:

ndst - <0% - 45%)

dst – <45% - 55%)

dst plus – <55% - 65%)

db – <65% - 75%)

db plus – <75% - 85%)

bdb - <85% - 100%>

Praktyki zawodowe:

„nie dotyczy”

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2018/19" (zakończony)

Okres: 2019-02-25 - 2019-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 45 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Robert Frankowski
Prowadzący grup: Robert Frankowski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2019/20" (zakończony)

Okres: 2020-02-29 - 2020-09-20
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 45 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Robert Frankowski
Prowadzący grup: Robert Frankowski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2020/21" (w trakcie)

Okres: 2021-02-22 - 2021-09-20
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 45 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Robert Frankowski
Prowadzący grup: Robert Frankowski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu.