Embedded systems In Chemichal Devices
УЧЕБНА ПРОГРАМА
Курс: Микропроцесорни системи за контрол и управление на измерителни и технологични устройства (Embeded systems in chemical devices)
Специалност: всички бакалавърски програми на химически факултет
Образователна степен: Бакалавър
Семестър: 8
Тип: Изборен
Хорариум (акад. часа): лекции - 30; упражнения - 30
Кредити:6
Лектори: гл. ас. Д-р Михаил З. Аврамов
АНОТАЦИЯ
През последните години цената на човешкия труд дори у нас става съпоставима с разходите за автоматизирана обработка на информацията и компютеризирано управление на технологичните процеси. Това е основна стратегическа цел на софтуерния и хардуерен инжинеринг през последните 15-20 години. Тази цел в значителна степен вече е факт и резултатите могат ва бъдат забелязани в ежедневния живот. Почти няма битов уред без микропроцесорно управление произведен през последните 5-10 години и ако преди време микропроцесорно управление беше елемент от рекламна стратегия за лансирането на нов технологичен уред то днес това е подразбиращо се задължително условие за производството на перална, съдомиялна или климатик. За разлика от битовата апаратура която се произвежда в големи серии и инвестициите за разработване на автоматизация са рентабилни от доста време в технологията и науката все още се използват значително остарели апарати и технологии на 10-15 или 20 години до голяма степен тъй като времето на живот на съществуващата апаратура е значително и тя ще бъде подменяна през следващите 5-10 години до окончателното изчезване на класическата аналогова измервателна апаратура. Това състояние на пазара на научни и технологични апарати, разкрива една празнанина и необходимост от специалисти, които от една страна задълбочено познават измерваните величини и начините за коректното им отчитане с желаната точност и от друга страна могат да формулират задачата за асемблирането или евентуалното производство на необходимия хардуер и софтуер за управлението на желаното измерване.
Курсът е предназначен да подготви студентите за работа в областта на вградените системи (embedded systems). Темите са разгледани от най обща представителна гледна точка с оглед на преподаване на една обща култура в областта.
Програмата е приета на Катедрения съвет на Катедра Физикохимия (протокол № .. /........ г.).
Л Е К Ц И И
ВГРАДЕНИ СИСТЕМИ – АРХИТЕКТУРА И ХАРДУЕР
- Общ преглед – машина на фон-Нойман в термините на вградеите системи. Процесор, опреативна памет, постоянни памети. Full featured von-Neiman modules, iPOD, Едночипови и едноплаткови компютри. Процесори Arm, Intel XScale PXA 250, 270. Специализилрани процесори Texas Instrument DSP серия 6000. Процесори за програмируми логики Nios (VHDL софтуерен процесор). (4)
- Измерване на физични величини. Сензори за температура, налягяне, състав на газови смеси. Фото сензори, видеосензори. Устройства за автоматизиране на управлението – стъпкови двигатели и други. Потребителски интерфейс на технологични устройства - LCD панели, touch screen и др.(6)
- Микропроцесорна периферия и интерфейси – Шини за връзка с периферията – серийна и паралелна комуникация, I2C интерфейс, интерфейси за обща памет TI HPI интерфейс. Серийни видео интерфейси за CMOS сензори.(4)
- Систими с няколко специализирани процесора– master slave организациа на комуникацията.(2)
- Операционни системи за вградени системи. Минимална функционалност и допълнителни възможности. Мониторни програми. Преглед на съществуващите платформи. - mCOS, DSP Bios, Windows CE, Debiand based embedded distributions. (4)
- Развойни средства за вградени системи – преглед- GNU-C, TI-Developer Studio, Симулатори и емулатори, Keil family, MS compilers for Wimndows CE, Java ME, SIMPL – среда за междупроцесна комуникация. (6)
- Архитектура и асемблиране на система за управление на технологични измервания. (4)
Л А Б О Р А Т О Р Н И У П Р А Ж Н Е Н И Я 30 ч
- Задача1: Работа със симулатор и емулатор на DSP – TI-32060xx – оценка на ефективността на DSP реализация на изчислителен процес. (2x3)
- Задача2: Работа с модул PXA 250 на Voipack – Debian Linux конфигурация и възможности.(3)
- Задача3: Работа с модул PXA 250 на Voipack – Специализирани програми на C.(2x3)
- Задача4: Измерване на температура – проект за лабораторен калориметър за автоматично определяне на топлината на процеси. (3x3).
- Задача5: Автоматизиран прототип на спектрофотометър на базата на спектрофотометър спекол (2x3).
Л И Т Е Р А Т У Р А
Jean J. Labrosse. Micro C /OS-II The real time kernel. Second Edition. CMP Books Lawrence, Kansas 66046 2002.
Karim Yaghmour. Building Embedded Linux Systems. Mc Graw Hill 2001.
Tammy Noergaard. Embedded Systems Architecture: A Comprehensive Guide for Engineers and Programmers. Elsevier 2005.
ИЗИСКВАНИЯ
Задължително изпълнение на лабораторния практикум. Два теста по време на семестъра и оценка от работата на упражнения формират крайната текуща оценка.