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: | |
Punkty ECTS i inne: |
(brak)
|
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) |
Metody dydaktyczne poszukujące: | - laboratoryjna |
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” |
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu.