Проєктування смартпристроїв
Спеціальність: Смарт пристрої у радіоелектроніці і вбудовані системи
Код дисципліни: 7.172.10.O.003
Кількість кредитів: 3.00
Кафедра: Радіоелектронні пристрої та системи
Лектор: ст. викл. Мінзюк Вадим Володимирович
Семестр: 1 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Загальні компетентності:
ЗК-1 Здатність навчатися, сприймати набуті знання в предметній області та інтегрувати їх із уже наявними;
ЗК-2 Здатність продукувати нові ідеї, проявляти креативність, здатність до системного мислення;
ЗК-3 Здатність здійснювати пошук та аналізувати інформацію з різ¬них джерел;
ЗК-5 Уміння проводити дослідження на відповідному рівні, мати дослідницькі навички, що виявляються у здатності формувати (роблячи презентації, або представляючи звіти) нові продукти в обраній галузі, вибирати належні напрями і відповідні методи для їх реалізації, беручи до уваги наявні ресурси;
ЗК-7 Навички використання інформаційних та комунікативних технологій, впровадження комп’ютерних програм та викорис¬тання існуючих.
Фахові компетентності:
ФК-5 Базові уявлення про сучасні комп’ютерні технології та інструменти інженерних і наукових розрахунків, оброблення даних, 3D-графіки, моделювання та оптимізації, сучасні засоби інформаційних технологій;
ФК-8 Базові уявлення про сучасні ресурси науково-технічної, довідникової та наукової інформації;
ФК-9 Базові уявлення про методологію наукових досліджень.
Результати навчання: ЗН4 Знання в галузі інформатики й сучасних інформаційних технологій; навички використання програмних засобів розробки, створення баз даних і використання інтернет-ресурсів; навички роботи у комп’ютерних мережах.
ЗН5 Знання основних принципів функціонування та технології створення сучасних смарт-продуктів.
УМ3 Уміння використовувати засоби систем розробки та автоматизованого проектування, уміння аналізувати науково-технічну літературу, у тому числі іноземною мовою, щодо стану, тенденцій та розвитку електронної техніки та сучасних РТС.
УМ4 Уміння опрацьовувати текстові, графічні, аудіо дані за допомогою спеціалізованих комп’ютерних програм.
УМ5 Уміння поєднувати різні види даних в одному мультимедійному продукті із інтерактивним керуванням для розв’язання задач практичного змісту.
УМ10 Уміння сформулювати технічне завдання до проекту смарт пристрою чи вбудованої системи на підставі аналізу потреб і вимог замовника, спланувати логічну структуру пристрою, а на її основі фізичну структуру радіотехнічної системи в цілому та сформулювати технічні вимоги до її компонентів.
КОМ1 Уміння спілкуватись, включаючи усну та письмову комунікацію українською та іноземною мовами (англійською, німецькою, італійською, французькою, іспанською).
КОМ2 Здатність використання різноманітних методів, зокрема сучасних інформаційних технологій, для ефективного спілкування на професійному та соціальному рівнях.
АіВ2 Здатність усвідомлювати необхідність навчання упродовж усього життя з метою поглиблення набутих та здобуття нових фахових знань.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Мікропроцесорні системи в ТК та РТ.
Програмно-апаратні засоби в ТК та РТ.
Вбудовані пристрої у радіоелектронних системах.
Захист інформації у смарт-пристроях і системах.
Короткий зміст навчальної програми: В процесі викладання дисципліни розглядаються такі питання: компіляція і кроскомпіляція, ядро Linux, віртуальна файлова система, модулі ядра, драйвер символьного пристрою, системні виклики IOCTL, управління часом, управління пам’яттю, опрацювання переривань, паралелізм і синхронізація.
Опис: Смартпристрої під керуванням операційної системи із ядром Linux, принципи проєктування. Поняття модуля ядра. Підготовчі етапи для створення модуля ядра. Питання ліцензування. Передавання аргументів командного рядка. Перший найпростіший модуль Hello world. Структура та принцип дії модулів. Простір користувача, простір ядра, простір імен. Використання пам'яті. Драйвери пристроїв та основи роботи з ними. Робота з файловою системою /proc. Взаємодія з модулями за допомогою sysfs. Робота з файлами пристроїв.
Системні виклики. Блокування процесів та потоків, робота з різними видами блокувань та атомарними операціями. tty як альтернатива макросу print. Система планування завдань. Опрацювання переривань. Криптографія. Стандартизація інтерфейсів за допомогою моделі пристрою. Драйвер віртуального введення. Способи оптимізації модулів.
Методи та критерії оцінювання: Поточний контроль на лабораторних заняттях проводиться з метою виявлення готовності студента до занять у таких формах:
• письмові звіти з лабораторних робіт;
• вибіркове усне опитування перед початком занять;
• оцінка активності студента у процесі занять, внесених пропозицій, оригінальних рішень, уточнень і визначень, доповнень попередніх відповідей і т. ін.
Контрольні запитання поділяються на:
а) тестові завдання – вибрати вірні відповіді;
б) проблемні – створення ситуацій проблемного характеру;
в) питання-репліки – виявити причинно-наслідкові зв’язки;
г) ситуаційні завдання – визначити відповідь згідно певної ситуації;
д) питання репродуктивного характеру – визначення практичного значення.
Підсумковий контроль проводиться за результатами поточного контролю, захисту звітів з лабораторних робіт та виконання контрольної роботи, екзамен.
Критерії оцінювання результатів навчання: • поточний контроль (30%): письмові звіти з лабораторних робіт, індивідуальні завдання, усне опитування;
• підсумковий контроль (70 %, екзамен).
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 роз витку, 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: 1. Peter Jay Salzman, Michael Burian, Ori Pomerantz, Bob Mottram, Jim Huang. The Linux Kernel Module Programming Guide, April 20, 2024, Р.122. https://sysprog21.github.io/lkmpg/
2. Kaiwan N. Billimoria. Linux Kernel Programming - Second Edition, February 2024, Packt Publishing, Р. 754, ISBN 9781803232225
3. Frank Vasquez, Chris Simmonds. Mastering Embedded Linux Programming - Third Edition, May 2021, Packt Publishing, Р.758, ISBN 9781789530384
4. John Madieu. Linux Device Driver Development - Second Edition, April 2022, Packt Publishing, Р. 708, ISBN 9781803240060
5. Kaiwan N Billimoria. Linux Kernel Debugging, August 2022, Packt Publishing, Р. 538, ISBN 9781801075039
6. Michael Hausenblas. Learning Modern Linux, April 2022, O'Reilly Media, Inc., ISBN 9781098108946
7. Brian Ward. How Linux Works, 3rd Edition, April 2021, No Starch Press, ISBN 9781718500402
8. Simon Monk. Raspberry Pi Cookbook: Software and Hardware Problems and Solutions 4th Edition, January 2023, O'Reilly Media, ISBN-13 978-1098130923
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).
Проєктування смартпристроїв (курсова робота)
Спеціальність: Смарт пристрої у радіоелектроніці і вбудовані системи
Код дисципліни: 7.172.10.O.007
Кількість кредитів: 2.00
Кафедра: Радіоелектронні пристрої та системи
Лектор: ст. викл. Мінзюк Вадим Володимирович
Семестр: 1 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Загальні компетентності:
ЗК-2 Здатність продукувати нові ідеї, проявляти креативність, здатність до системного мислення;
ЗК-3 Здатність здійснювати пошук та аналізувати інформацію з різ¬них джерел;
ЗК-4 Уміння розв’язувати поставлені задачі та приймати відповідні обґрунтовані рішення;
ЗК-6 Знання та розуміння предметної області та фаху;
ЗК-7 Навички використання інформаційних та комунікативних технологій, впровадження комп’ютерних програм та викорис¬тання існуючих.
Фахові компетентності:
ФК-2 Базові уявлення про будову, принцип дії, особливості структури та функціонування інтелектуальних радіосистем різного призначення та їх основні характеристики;
ФК-3 Базові знання основних положень концепції комплексного забезпечення безпеки смарт пристроїв і вбудованих систем, апаратно-програмного забезпечення телерадіоінформаційних пристроїв;
ФК-8 Базові уявлення про сучасні ресурси науково-технічної, довідникової та наукової інформації.
Результати навчання: ЗН1 Знання принципів побудови радіотехнічних систем (РТС) за їх призначенням, а саме, радіолокаційних, радіонавігаційних систем та систем передавання інформації.
ЗН2 Володіння принципами системотехнічного проєктування, знання основ розрахунку та проєктування структури смарт пристрою та вбудованої системи у радіотехнічних пристроях та медіа пристроях, які входять до їх складу.
ЗН6 Знання принципів побудови та функціонування, теорії та методів проєктування сучасних вбудованих пристроїв та систем.
ЗН7 Знання властивостей та основних параметрів засобів виявлення, які базуються на різних фізичних принципах.
ЗН8 Знання фізичних принципів функціонування радіотехнічних пристроїв та систем захисту інформації.
ЗН9 Знання основних шляхів підвищення завадостійкості радіотехнічних пристроїв і в цілому системи захисту інформації.
УМ1 Уміння проводити розрахунки радіотехнічних смарт та вбудованих систем різного призначення із заданими функціями, вибирати компоненти та засоби електронної техніки для їх побудови.
УМ3 Уміння використовувати засоби систем розробки та автоматизованого проектування, уміння аналізувати науково-технічну літературу, у тому числі іноземною мовою, щодо стану, тенденцій та розвитку електронної техніки та сучасних РТС.
УМ6 Здатність розробляти смарт пристрої та модулі зв’язку вбудованих систем відповідно до діючих специфікацій та інших нормативних документів.
УМ7 Уміння здійснити вибір оптимальної конфігурації вбудованої системи, провести розрахунки складових її частин.
УМ8 Уміння аналізувати інформаційні сигнали смарт пристроїв, у тому числі спричинені порушеннями при зовнішньому втручанні.
КОМ2 Здатність використання різноманітних методів, зокрема сучасних інформаційних технологій, для ефективного спілкування на професійному та соціальному рівнях.
АіВ1 Здатність адаптуватись до нових ситуацій та приймати відповідні рішення.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Проєктування смартпристроїв.
Мікропроцесорні системи в ТК та РТ.
Програмно-апаратні засоби в ТК та РТ.
Вбудовані пристрої у радіоелектронних системах.
Захист інформації у смарт-пристроях і системах.
Короткий зміст навчальної програми: В процесі викладання дисципліни розглядаються такі питання: компіляція і кроскомпіляція, ядро Linux, віртуальна файлова система, модулі ядра, драйвер символьного пристрою, системні виклики IOCTL, управління часом, управління пам’яттю, опрацювання переривань, паралелізм і синхронізація.
Опис: Смартпристрої під керуванням операційної системи із ядром Linux, принципи проєктування. Поняття модуля ядра. Підготовчі етапи для створення модуля ядра. Питання ліцензування. Передавання аргументів командного рядка. Перший найпростіший модуль Hello world. Структура та принцип дії модулів. Простір користувача, простір ядра, простір імен. Використання пам'яті. Драйвери пристроїв та основи роботи з ними. Робота з файловою системою /proc. Взаємодія з модулями за допомогою sysfs. Робота з файлами пристроїв.
Системні виклики. Блокування процесів та потоків, робота з різними видами блокувань та атомарними операціями. tty як альтернатива макросу print. Система планування завдань. Опрацювання переривань. Криптографія. Стандартизація інтерфейсів за допомогою моделі пристрою. Драйвер віртуального введення. Способи оптимізації модулів.
Методи та критерії оцінювання: Підсумковий контроль - у формі захисту курсової роботи – 100%.
Критерії оцінювання результатів навчання: Підсумковий контроль - у формі захисту курсової роботи.
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 роз витку, 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: 1. Peter Jay Salzman, Michael Burian, Ori Pomerantz, Bob Mottram, Jim Huang. The Linux Kernel Module Programming Guide, April 20, 2024, Р.122. https://sysprog21.github.io/lkmpg/
2. Kaiwan N. Billimoria. Linux Kernel Programming - Second Edition, February 2024, Packt Publishing, Р. 754, ISBN 9781803232225
3. Frank Vasquez, Chris Simmonds. Mastering Embedded Linux Programming - Third Edition, May 2021, Packt Publishing, Р.758, ISBN 9781789530384
4. John Madieu. Linux Device Driver Development - Second Edition, April 2022, Packt Publishing, Р. 708, ISBN 9781803240060
5. Kaiwan N Billimoria. Linux Kernel Debugging, August 2022, Packt Publishing, Р. 538, ISBN 9781801075039
6. Michael Hausenblas. Learning Modern Linux, April 2022, O'Reilly Media, Inc., ISBN 9781098108946
7. Brian Ward. How Linux Works, 3rd Edition, April 2021, No Starch Press, ISBN 9781718500402
8. Simon Monk. Raspberry Pi Cookbook: Software and Hardware Problems and Solutions 4th Edition, January 2023, O'Reilly Media, ISBN-13 978-1098130923
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).