Laboratórium vnorených systémov: Rozdiel medzi revíziami

Verzia z 17:12, 21. máj 2021

Laboratórium vnorených sytémov na UAMT FEI STU sa v priebehu rokov postupne vyvíjalo od pôvodného pravoviska na Katedre automatizácie a regulácie v ktorom sme začali pracovať s mikroprocesorovými systémami na báze jednočipových mikrokontrolérov Tesla Piešťany MHB 8035 a MHB 8048 (klon Intel MCS-480) v roku 1988. Vývojové pracovisko pozostávalo z krížového prekladača bežiaceho na počítačí SM4-20, programátora pamätí EPROM a mazačky. K dispozícii sme mali aj vývojové kufríkové systémy PMI-80, SM-8035 a pod.

Postupom času sme pracovali s mikropočítačmi rodiny Intel MCS-51 - de facto priemyselný štandard 8051 a vývojové pracovisko sa rozrástlo o vývojové kity pre procesory Siemens 80552, Motorola 68HC11 a k programátorom pamätí pribudli aj simulátor EPROM, obvodový emulátor procesorov x51, x552 a ďalších. Ako jedno z prvých pracovísk sme začali pracovať s kompilátorom jazyka C, vtedy pre procesory Motorola.

O laboratóriu

V súčasnej dobe sme schopní pracovať s 8-bitovými procesormi rodiny Intel x51, Microchip AVR, Microchip PIC ako aj 32-bitovými procesormi rôznych rodín ARM. Máme aj vývojové prostriedky pre populárne platformy Arduino, Raspberry Pi alebo micro:bit.

Okrem bežného vybavenia simulátormi a počítačmi s potrebným programovým vybavením disponujeme paralelným univerzálnym programátorom ELNEC (viac ako 1000 rozličných typov obvodov), osciloskopmi s analyzátormi zberníc UART, i2c a SPI, JTAG interfejsom a ďalšími unikátnymi zariadeniami.

Laboratórium spolupracuje s výrobcami čipov NxP a ON Semiconductor, ktorí nám poskytujú vzorky čipov pre študentov.

Ďalšie drobné prístrojové vybavenie a návody k nemu nájdete na [samostatnej stránke].

Predmety, ktoré v laboratóriu vyučujeme:

Výber z projektov realizovaných v laboratóriu

Acrob - pôvodná vývojová doska kompatibilná s platformou Arduino
Mexle - pôvodná vývojová platforma v spolupráci s FH Heilbronn v Nemecku

Výber z publikácií:

Richard Balogh: Acrob - an Educational Robotic Platform, AT&P Journal Plus magazine, November, 2010. Vol. 10(2), pp. 6-9. [Abstract] [BibTeX] [PDF]
Richard Balogh: Laboratory exercises with Acrob robot, In: Proceedings of 2nd International Conference on Robotics in Education (RiE 2011)., pp. 41-46. Vienna, Austria. [Abstract] [BibTeX] [PDF]
Gruhler, Gerhard, et al. Active learning in engineering-MEXLE an open source lab-in-a-box system for students in electrical engineering, electronics, signal processing and programming classes. EDULEARN2019, Palma de Mallorca, Spain (2019).

Čo je to vnorený (embedded) systém?

Povedzme, že je to špecializovaný počítačový systém, obvykle jednoúčelový, často pracujúci v reálnom čase. Býva súčasťou väčšieho zariadenia obsahujúca okrem elektroniky a software aj mechanické časti. Na rozdiel od univerzálneho počítača, ako je napr. PC, ktoré môže vykonávať aj stovky rozlučných úloh v závislosti na programovom vybavení, vnorené systémy pracujú s pevným programom.

Definícia nie je ustálená, niekoľko ďalších vhodných nájdete tu: http://www.google.com/search?q=define:Embedded+system

Možno lepšie ako definície poslúžia ukážky reálnych aplikácií, ktoré považujeme za vnorené:

Vývojové prostriedky

Pri vývoji vnorených systémov sa obvykle firmware vytvára na univerzálnom počítači pomocou tzv. krížových prekladačov. K dispozícii býva široká škála vývojových nástrojov:

@@ Riadok 4: / Riadok 4: @@
 Postupom času sme pracovali s mikropočítačmi rodiny [https://sk.wikipedia.org/wiki/MCS-51 Intel MCS-51] - de facto priemyselný štandard 8051 a vývojové pracovisko sa rozrástlo o vývojové kity pre procesory Siemens 80552, Motorola 68HC11 a k programátorom pamätí pribudli aj simulátor EPROM, obvodový emulátor procesorov x51, x552 a ďalších. Ako jedno z prvých pracovísk sme začali pracovať s kompilátorom jazyka C, vtedy pre procesory Motorola.
+== O laboratóriu ==
 V súčasnej dobe sme schopní pracovať s 8-bitovými procesormi rodiny Intel x51, Microchip AVR, Microchip PIC ako aj 32-bitovými procesormi rôznych rodín ARM. Máme aj vývojové prostriedky pre populárne platformy Arduino, Raspberry Pi alebo micro:bit.
@@ Riadok 13: / Riadok 16: @@
 Ďalšie drobné prístrojové vybavenie a návody k nemu nájdete na [[http://senzor.robotika.sk/sensorwiki/index.php/ELSA_Technick%C3%A9_vybavenie samostatnej stránke]].
+=== Predmety, ktoré v laboratóriu vyučujeme: ===
-Predmety, ktoré v laboratóriu vyučujeme:
 * [[Mikropočítačové systémy (MIPS)]]
@@ Riadok 22: / Riadok 24: @@
-Výber z projektov realizovaných v laboratóriu
+=== Výber z projektov realizovaných v laboratóriu ===
 * [[Acrob]] - pôvodná vývojová doska kompatibilná s platformou Arduino
@@ Riadok 28: / Riadok 31: @@
-Výber z publikácií:
+=== Výber z publikácií: ===
 * Richard Balogh: ''[http://ap.urpi.fei.stuba.sk/balogh/pdf/10ATPplusAcrob.pdf Acrob - an Educational Robotic Platform]'', AT&P Journal Plus magazine, November, 2010. Vol. 10(2), pp. 6-9. <nowiki>[</nowiki>[http://ap.urpi.fei.stuba.sk/balogh/balogh2010h.html Abstract]<nowiki>] [</nowiki>[http://ap.urpi.fei.stuba.sk/balogh/balogh2010h.html BibTeX]<nowiki>] [</nowiki>[http://ap.urpi.fei.stuba.sk/balogh/pdf/10ATPplusAcrob.pdf PDF]<nowiki>]</nowiki>
 * Richard Balogh: ''[http://ap.urpi.fei.stuba.sk/balogh/pdf/11RiEAcrob.pdf Laboratory exercises with Acrob robot]'', In: Proceedings of 2nd International Conference on Robotics in Education (RiE 2011)., pp. 41-46. Vienna, Austria. <nowiki>[</nowiki>[http://ap.urpi.fei.stuba.sk/balogh/balogh2011c.html Abstract]<nowiki>] [</nowiki>[http://ap.urpi.fei.stuba.sk/balogh/balogh2011c.html BibTeX]<nowiki>] [</nowiki>[http://ap.urpi.fei.stuba.sk/balogh/pdf/11RiEAcrob.pdf PDF]<nowiki>]</nowiki>
 * Gruhler, Gerhard, et al. ''[https://ieeexplore.ieee.org/document/8421782 Active learning in engineering-MEXLE an open source lab-in-a-box system for students in electrical engineering, electronics, signal processing and programming classes]''. EDULEARN2019, Palma de Mallorca, Spain (2019).
+==  Čo je to vnorený (embedded) systém? ==
+Povedzme, že je to špecializovaný počítačový systém, obvykle jednoúčelový, často pracujúci v reálnom čase. Býva súčasťou väčšieho zariadenia obsahujúca okrem elektroniky a software aj mechanické časti. Na rozdiel od univerzálneho počítača, ako je napr. PC, ktoré môže vykonávať aj stovky rozlučných úloh v závislosti na programovom vybavení, vnorené systémy pracujú s pevným programom.
+Definícia nie je ustálená, niekoľko ďalších vhodných nájdete tu:
+http://www.google.com/search?q=define:Embedded+system
+Možno lepšie ako definície poslúžia ukážky reálnych aplikácií, ktoré považujeme za vnorené:
+== Vývojové prostriedky ==
+Pri vývoji vnorených systémov sa obvykle firmware vytvára na univerzálnom počítači pomocou tzv. krížových prekladačov. K dispozícii býva široká škála vývojových nástrojov: