Основи моделювання та проєктування програмно-апаратних радіоелектронних засобів (курсова робота)
Спеціальність: Телекомунікації та радіотехніка
Код дисципліни: 6.172.03.E.085
Кількість кредитів: 2.00
Кафедра: Радіоелектронні пристрої та системи
Лектор: Матієшин Юрій Миколайович
Семестр: 7 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Виконання курсової роботи передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей:
загальні компетентності: ЗК-1. Здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу. ЗК-2. Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях. ЗК-3. Здатність планувати та управляти часом. ЗК-4. Знання та розуміння предметної області та розуміння професійної діяльності. ЗК-6. Здатність працювати в команді. ЗК-7. Здатність вчитися і оволодівати сучасними знаннями. ЗК-8. Вміння виявляти, ставити та вирішувати проблеми. ЗК-13. Здатність до системного мислення. ЗК-14. Здатність здійснювати пошук та аналізувати інформацію з різних джерел.
фахові компетентності: ФК-1. Здатність розуміти сутність і значення інформації в розвитку сучасного інформаційного суспільства. ФК-2. Здатність вирішувати стандартні завдання професійної діяльності на основі інформаційної та бібліографічної культури із застосуванням інформаційно-комунікаційних технологій і з урахуванням основних вимог інформаційної безпеки. ФК-З. Здатність використовувати базові методи, способи та засоби отримання, передавання, обробки та зберігання інформації. ФК-4. Здатність здійснювати комп'ютерне моделювання пристроїв, систем і процесів з використанням універсальних пакетів прикладних програм. ФК-6. Здатність проводити інструментальні вимірювання в інформаційно-телекомунікаційних мережах, телекомунікаційних та радіотехнічних системах.
Результати навчання: У результаті вивчення навчальної дисципліни здобувач освіти повинен бути здатним продемонструвати такі програмні результати навчання:
РН1: ЗН8. Здатність продемонструвати знання основ професійно-орієнтованих дисциплін спеціальності в області радіоелектронних кіл та схемотехніки, теорії електромагнітного поля, теорії радіоелектронних систем, теорії телекомунікаційних мереж, теорії автоматичного керування, методів аналізу радіоелектронних і телекомунікаційних систем і мереж, процесів конструювання і виробництв, програмування програмно-апаратних систем, адміністрування інформаційних мереж, захисту інформації, інформаційних технологій.
РН2: ЗН9. Здатність продемонструвати поглиблені знання принаймні в одній з областей радіоелектронних і телекомунікаційних систем і мереж: радіоелектронні системи, телекомунікаційні системи і мережі, інформаційні мережі зв’язку, технології конструювання та виробництва засобів телекомунікацій, проектування програмно-апаратних систем, розробка програмного забезпечення вбудованих систем, адміністрування інфокомунікаційних мереж.
РНЗ: УМ6. Застосування розуміння основних властивостей компонентної бази для забезпечення якості та надійності функціонування телекомунікаційних, радіотехнічних систем і пристроїв.
РН4: КОМ1. Грамотно застосовувати термінологію галузі телекомунікацій та радіотехніки.
РН5: АіВ1. Здатність адаптуватися до нових ситуацій та приймати рішення.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні навчальні дисципліни:
- Цифрова схемотехніка
- Програмно-апаратні засоби у телекомунікаціях і радіотехніці
- Мікропроцесорні системи у телекомунікаціях і радіотехніці
Супутні і наступні навчальні дисципліни:
- Цифрові методи реалізації радіотехнічних систем
- Основи цифрового телебачення
- Цифрова обробка сигналів
Короткий зміст навчальної програми: При виконанні курсової роботи студент детально розглядає питання проектування програмно-апаратних пристроїв на мікроконтролерах з процесорним ядром Cortex-M3. Розглядає ряд питань проектування радіоелектронних засобів на мікропроцесорах DSP, ПЛМ, ПМЛ та ПЛІС. Детально розглядає питання побудови апаратних частин та програмування мікропроцесорів Cortex-M3 на мові Ci.
Студенти вчаться моделювати сигнали у програмно-апаратних радіотехнічних засобах на прикладах різних радіотехнічних сигналів. Сигнали формуються у аналоговій та цифровій формах. Студенти вивчають вплив частоти дискретизації та розрядності ЦАП на точність представлення сигналів. Визначають середню статистичну похибку перетворення сигналу з аналогового у цифрову форму тощо. Студенти також вчаться проектувати апаратну частину та програмну частину у програмно-апаратних радіотехнічних засобах на прикладі генератора різного виду радіотехнічних сигналів.
Опис: 1. Ознайомлення із технічним завданням, методологією виконання курсової роботи та уточнення варіанту завдання.
2. Вивчення теоретичних основ цифро-аналогового перетворення. Принципів генерування сигналів методом прямого цифрового синтезу. Теоретичне обґрунтування методу.
3. Короткий опис середовища в якому реалізується модель.
4. Реалізація моделі часових залежностей дискретизованих сигналів за різних заданих параметрів дискретизації. Короткий опис реалізації моделі. Лістинг програми.
5. Розрахунок похибки дискретизації моделі сигналів за різних заданих параметрів дискретизації та розрядності ЦАП.
6. Отримані результати (графіки, таблиці) на основі розробленої моделі, їх аналіз та порівняння.
7. Розробка апаратної та програмної частин функціонального генератора радіотехнічних сигналів у інтегрованому середовищі PSoC Creator.
8. Лістинг програми на мові Сі.
9. Розробка принципової схеми функціонального генератора радіотехнічних сигналів, оформлена згідно ГОСТ 2.702, ГОСТ 2.701.
10. Оформлення та захист пояснювальної записки.
Методи та критерії оцінювання: Поточний контроль проводиться з метою виявлення своєчасного виконання курсової роботи у таких формах:
- вибіркове усне опитування перед початком занять;
- оцінка активності студента у процесі виконання курсової роботи;
- внесених пропозицій, оригінальних рішень, уточнень і визначень, доповнень попередніх відповідей і т. ін.
Контрольні запитання поділяються на:
- тестові завдання – вибрати вірні відповіді;
- проблемні – створення ситуацій проблемного характеру;
- питання-репліки – виявити причинно-наслідкові зв’язки;
- ситуаційні завдання – визначити відповідь згідно певної ситуації;
- питання репродуктивного характеру – визначення практичного значення.
Підсумковий контроль проводиться за результатами поточного контролю та виконання курсової роботи.
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль (30 %, перевірка виконання розрахунку розділів курсової роботи).
Заліковий контроль (70 %, письмово-усна форма).
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і розвитку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: Базова
1. Фрунзе А. В. Микроконтроллеры? Это же просто! – М.: ООО «ИД СКИМЕН», 2003. – Т. 3. – ISBN 5-94929-003-7.
2. Джозеф Ю. Ядро Cortex-M3 компании ARM. Полное руководство, перевод с англ. А.В. Евстифеева, Москва, 2012.
3. Белов А.В. Самоучитель по микропроцессорной технике / Александр Владимирович Белов. Санкт-Петербург: Издательство «Наука и Техника», 2003.
Допоміжна
1. Русанов В.В., Шевелев М.Ю. Микропроцессорные устройства и системы. Учебное пособие. Томск: ТУСУР, 2007 г.
2. Васильев А.Е. Микроконтроллеры. Разработка встраиваемых приложений / А.Е. Васильев – СПб.: БХВ-Петербург, 2008. – 304 с.: ил.
3. Joseph Yiu. The Definitive Guide to ARM® Cortex®-M0 and Cortex-M0+ Processors, 2nd Edition. Release Date: 26 Jun 2015 , Imprint: Newnes, Print Book ISBN :9780128032770. Pages: 784.
4. Белов А.В. Создаем устройства на микроконтроллерах/ Александр Владимирович Белов. Санкт-Петербург: Издательство «Наука и Техника», 2007. – Серия «Радиолюбитель».
5. Огородников И.Н. Микропроцессорная техника: введение в Kortex-M3/ учбовий посібник, видавництво Урал. Ун-ту, 2015. – 116 с.
6. Бродин В.Б., Калинин А.В. Системы на микроконтроллерах и БИС программируемой логики. – М., Издательство ЭКОН, 2002. – 400 с.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).