Мікропроцесори в радіоелектронних пристроях та системах
Спеціальність: Радіоелектронні пристрої, системи та комплекси
Код дисципліни: 7.172.04.E.018
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Радіоелектронні пристрої та системи
Лектор: проф. Шаповалов Юрій Іванович
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Уміння бути критичним та самокритичним для розуміння факторів, які мають позитивний чи негативний вплив на комунікацію, та здатність визначити та врахувати ці фактори в конкретних комунікаційних ситуаціях; 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; Знання та розуміння предметної області та розуміння фаху; Навички використання інформаційних та комунікативних технологій, впровадження комп’ютерних програм та використання існуючих; Уміння оцінювати та підтримувати якість виконаної роботи.
Базові уявлення про будову матерії, основні фізичні процеси і явища, на яких ґрунтується функціонування пристроїв мікро- та наноелектроніки, функціональної електроніки та електронної техніки; Базові уявлення про будову, принцип дії та основні характеристики пристроїв мікроелектроніки та функціональної електроніки; Базові уявлення про методи аналізу та синтезу компонентів та пристроїв електронної техніки; Базові уявлення про сучасні технології; Базові уявлення про методологію наукових досліджень в електроніці; Базові уявлення про методологію наукових досліджень в електроніці; Здатність до вирішення задач оптимізації, модифікації та оновлення технології та виробництва матеріалів і компонентів мікро- та наноелектроніки,; Здатність до вирішення задач оптимізації та оновлення електронних засобів автоматизації, збору, оброблення, передавання, збереження та відображення інформації. Уміння аналізувати науково-технічної літератури щодо стану, тенденцій та розвитку електронної техніки, технічної, технологічної та конструкторської документації, у тому числі іноземною мовою; Уміння проводити випробування, експериментальні та теоретичні досліджень властивостей матеріалів, компонентів та пристроїв електронної техніки.
Результати навчання: Прогнозування та розроблення матеріалів та комплектуючих для радіоелектронних пристроїв та систем (РТС); Уміння формулювати вимоги до контролю якості та експлуатаційних параметрів матеріалів, компонентів та пристроїв електронної техніки на виробництві РТС; Проектування (конструювання) РТС; Уміння вибирати компоненти та засоби електронної техніки для виконання заданих функцій РТС; Уміння аналізувати науково-технічну літературу щодо стану, тенденцій та розвитку електронної техніки, технічної, технологічної та конструкторської документації, у тому числі іноземною мовою, для РТС; Здатність до розрахунку та проектування структури і пристроїв, які входять до складу РТС.
Організація та управління виробництвом матеріалів, комплектуючих та пристроїв РТС; Уміння оцінювати працездатність, діагностувати та налагоджувати пристрої, засоби та систем РТС;
Використовуючи науково-технічну документацію щодо властивостей матеріалів та комплектуючих, спроектувати та розробити матеріали та комплектуючі з заданими властивостями для РТС. Використовуючи нормативно-технічну документацію щодо властивостей матеріалів, технологічних та економічних показників розробити конструкцію деталей приладів РТС. Розробити текстову та графічну документацію на вироби, що сконструйовані. На всіх етапах конструювання та розроблення документації використовувати засоби систем автоматизованого проектування (САПР).
Грамотно застосовувати термінологію галузі телекомунікацій та радіотехніки. Здатність використання різноманітних методів, зокрема сучасних інформаційних технологій, для ефективного спілкування на професійному та соціальному рівнях.
Здатність усвідомлювати необхідність навчання упродовж усього життя з метою поглиблення набутих та здобуття нових фахових знань; Здатність відповідально ставитись до виконуваної роботи, самостійно приймати рішення, досягати поставленої мети з дотриманням вимог професійної етики.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Цифрова схемотехніка. Програмування апаратних засобів.
МПС у ТК і РТ. Основи моделювання та проектування програмно-апаратних радіоелектронних засобів.
Системи радіозв’язку та передавання
Короткий зміст навчальної програми: У дисципліні розглядаються питання проектування радіоелектронних пристроїв на мікропроцесорах. Детально розглядається мікропроцесорне ядро Cortex-M3. Проводяться лабораторні заняття з виконання проектів у інтегрованому середовищі PSoC® Creator™. Студенти навчаються проектувати радіоелектронні пристрої на прикладах різного типу цифрових фільтрів. Розглядаються питання побудови контролерів для керування пристроями і системами. Приділяється увага використанню МП у системах цифрової обробки сигналів.
Опис: 1 Введення у мікропроцесорну техніку. Структура МПС. Основні поняття. Загальні основи роботи процесора.
2 Поняття про Асемблер. Системи числення, що використовуються у МПС. Співпроцесори. Переривання і винятки.
3 Основи двійкової арифметики для Cortex-M3/4/4F. Цілі числа без знаку і з знаком. Арифметика дійсних чисел з фіксованою крапкою.
4 Основні типи процесорних архітектур: фон-Неймана, гарвардська, конвеєрна RISC-процесорів, модифікована гарвардська архітектура
5 Архітектура процесорних ядер ARM CORTEX-M3/4/4F/ Операційні блоки. Периферійні пристрої. Модулі налагоджування. Система шин. Опційні модулі. Основні характеристики ядра. Режими роботи. Стани МП.
6 Уніфікована карта пам’яті процесорних ядер ARM.
7 Програмна модель процесорів CORTEX. Структура, RISC-архітектура.
8 Програмна модель процесорів CORTEX. Регістри, уніфікований синтаксис.
9 Програмна модель процесорів CORTEX. Гнучкий другий операнд.
10 Технологія розробки програм з використанням КРОСС-засобів. Інтегроване середовище розробки. Мови програмування. Призначення псевдокоманд. Використання символьних імен. Секціонування модулів.
11 Перші кроки програмування на Асемблері. Структура стартового файлу. Як створити новий проект. Як перейти до редагування початкового файлу. Як виконати трансляцію. Як завантажити на налагоджування.
12 Доступ до даних у регістрах ЦПП і пам’яті. Команди пересилання даних. Непряма адресація операндів у пам’яті. Команди роботи з пам’яттю. Цикли. Підпрограми.
13 Робота з бітовими змінними. Реалізація логічних контролерів і дискретних автоматів.
14 Робота з бітовими змінними (продовження). Програмна реалізація логічних контролерів
15 Програмна реалізація типових алгоритмічних структур.
Методи та критерії оцінювання: Поточний контроль на лабораторних заняттях проводиться з метою виявлення готовності студента до занять у таких формах:
- 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 та екзаменаційної роботи.
Критерії оцінювання результатів навчання: • поточний контроль (30 %): письмові звіти з лабораторних робіт, індивідуальні завдання, усне опитування;
• підсумковий контроль (70 %, залік);
• разом за дисципліну 100%.
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. Frunze A.V. Microcontrollers? It's just that! - M .: LLC "ID SKIMEN", 2003. - T. 3. - ISBN 5- 94929-003-7.
2. Joseph Y. Cortex-M3 core of ARM. Full manual, translation from English A.V. Evstifeev, Moscow, 2012.
3. Belov A.V. Self-instructor on microprocessor technology / Alexander Vladimirovich Belov. St. Petersburg: Publishing House "Science and Technology", 2003.
4. 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
5. http://www.keil.com/dd/docs/datashts/arm/cortex_m0/r0p0/ddi0432c_cortex_m0_r0p0_trm.pdf
6. https://www.arm.com/products/processors/cortex-m/cortex-m0.php
7. Методичні вказівки до практичних занять.
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).
Мікропроцесори в радіоелектронних пристроях та системах (курсовий проєкт)
Спеціальність: Радіоелектронні пристрої, системи та комплекси
Код дисципліни: 7.172.04.E.021
Кількість кредитів: 3.00
Кафедра: Радіоелектронні пристрої та системи
Лектор: проф. Шаповалов Юрій Іванович
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Уміння бути критичним та самокритичним для розуміння факторів, які мають позитивний чи негативний вплив на комунікацію, та здатність визначити та врахувати ці фактори в конкретних комунікаційних ситуаціях; 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; Знання та розуміння предметної області та розуміння фаху; Навички використання інформаційних та комунікативних технологій, впровадження комп’ютерних програм та використання існуючих; Уміння оцінювати та підтримувати якість виконаної роботи.
Базові уявлення про будову матерії, основні фізичні процеси і явища, на яких ґрунтується функціонування пристроїв мікро- та наноелектроніки, функціональної електроніки та електронної техніки; Базові уявлення про будову, принцип дії та основні характеристики пристроїв мікроелектроніки та функціональної електроніки; Базові уявлення про методи аналізу та синтезу компонентів та пристроїв електронної техніки; Базові уявлення про сучасні технології; Базові уявлення про методологію наукових досліджень в електроніці; Базові уявлення про методологію наукових досліджень в електроніці; Здатність до вирішення задач оптимізації, модифікації та оновлення технології та виробництва матеріалів і компонентів мікро- та наноелектроніки,; Здатність до вирішення задач оптимізації та оновлення електронних засобів автоматизації, збору, оброблення, передавання, збереження та відображення інформації. Уміння аналізувати науково-технічної літератури щодо стану, тенденцій та розвитку електронної техніки, технічної, технологічної та конструкторської документації, у тому числі іноземною мовою; Уміння проводити випробування, експериментальні та теоретичні досліджень властивостей матеріалів, компонентів та пристроїв електронної техніки.
Результати навчання: Прогнозування та розроблення матеріалів та комплектуючих для радіоелектронних пристроїв та систем (РТС); Уміння формулювати вимоги до контролю якості та експлуатаційних параметрів матеріалів, компонентів та пристроїв електронної техніки на виробництві РТС; Проектування (конструювання) РТС; Уміння вибирати компоненти та засоби електронної техніки для виконання заданих функцій РТС; Уміння аналізувати науково-технічну літературу щодо стану, тенденцій та розвитку електронної техніки, технічної, технологічної та конструкторської документації, у тому числі іноземною мовою, для РТС; Здатність до розрахунку та проектування структури і пристроїв, які входять до складу РТС.
Організація та управління виробництвом матеріалів, комплектуючих та пристроїв РТС; Уміння оцінювати працездатність, діагностувати та налагоджувати пристрої, засоби та систем РТС;
Використовуючи науково-технічну документацію щодо властивостей матеріалів та комплектуючих, спроектувати та розробити матеріали та комплектуючі з заданими властивостями для РТС. Використовуючи нормативно-технічну документацію щодо властивостей матеріалів, технологічних та економічних показників розробити конструкцію деталей приладів РТС. Розробити текстову та графічну документацію на вироби, що сконструйовані. На всіх етапах конструювання та розроблення документації використовувати засоби систем автоматизованого проектування (САПР).
Грамотно застосовувати термінологію галузі телекомунікацій та радіотехніки. Здатність використання різноманітних методів, зокрема сучасних інформаційних технологій, для ефективного спілкування на професійному та соціальному рівнях.
Здатність усвідомлювати необхідність навчання упродовж усього життя з метою поглиблення набутих та здобуття нових фахових знань; Здатність відповідально ставитись до виконуваної роботи, самостійно приймати рішення, досягати поставленої мети з дотриманням вимог професійної етики.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Цифрова схемотехніка. Програмування апаратних засобів.
МПС у ТК і РТ. Основи моделювання та проектування програмно-апаратних радіоелектронних засобів. Системи радіозв’язку та передавання
Короткий зміст навчальної програми: У дисципліні розглядаються питання проектування радіоелектронних пристроїв на мікропроцесорах. Детально розглядається мікропроцесорне ядро Cortex-M3. Проводяться лабораторні заняття з виконання проектів у інтегрованому середовищі PSoC® Creator™. Студенти навчаються проектувати радіоелектронні пристрої на прикладах різного типу цифрових фільтрів. Розглядаються питання побудови контролерів для керування пристроями і системами. Приділяється увага використанню МП у системах цифрової обробки сигналів.
Опис: 1. Ознайомлення з завданням, методологією виконання курсового проекту та уточнення варіанту завдання
2. Написання теоретичного розділу
3 Розрахунок параметрів та вибір шлюзу доступу
4 Обґрунтування вибору обладнання
5 Захист курсового проекту
Методи та критерії оцінювання: Поточний контроль проводиться з метою виявлення готовності курсового проекту у таких формах:
- вибіркове усне опитування перед початком лабораторних 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 та захисту курсової роботи.
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль (ПК) - 10 балів; Перевірка тексту і графічної частини курсового проекту - 30 балів; Захист курсового проекту - 60 балів; Разом за дисципліну 100 балів.
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) Frunze A.V. Microcontrollers? It's simple! — M.: LLC "ID SKYMEN", 2003. — Vol. 3. — ISBN 5-94929-003-7
2) Joseph Y. ARM's Cortex-M3 core. Full manual, translated from English. A.V. Evstifeeva, Moscow, 2012.
3) Belov A.V. Tutorial on microprocessor technology/ Alexander Vladimirovich Belov. St. Petersburg: Nauka i Technika Publishing House, 2003.
4) 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
5) http://www.cypress.com/?rid=77780 – все про CY8CKIT-042 PSoC® 4 Pioneer Kit;
6) http://www.cypress.com/?docID=47035 – інструкція до CY8CKIT-042 PSoC® 4 Pioneer Kit Guide;
7) http://www.cypress.com/psoccreator/ – середовище розробки PSoC® Creator;
8) http://www.cypress.com/?docID=46322 – PSoC 4200 Family Datasheet;
9) http://www.element14.com/community/thread/23736/l/100-projects-in-100-days -- 100 проектів для CY8CKIT-042 PSoC® 4 Pioneer Kit;
10) http://www.cypress.com/?rID=40547 – відео уроки для вивчення комплекту PSoC® 4 Pioneer Kit та середовища розробки PSoC® Creator.
9. Інформаційні ресурси
1. http://www.keil.com/dd/docs/datashts/arm/cortex_m0/r0p0/ddi0432c_cortex_m0_r0p0_trm.pdf
2. https://www.arm.com/products/processors/cortex-m/cortex-m0.php
3. https://www.silabs.com/products/mcu/Pages/arm-cortex-m0-32-bit-microcontroller.aspx
4. http://gen.lib.rus.ec/book/index.php?md5=A31DC1FF534659598E1720B6CAF7DD0B
5. http://gen.lib.rus.ec/book/index.php?md5=0E677A3E8D513AF095C58D0F3AB2CF2D
6. https://armkeil.blob.core.windows.net/product/mdk5-getting-started.pdf
7. Методичні вказівки до курсової роботи.
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).