Beágyazott információs rendszerek ágazat (MIT)

Tanszéki bemutató:

• 2017. május 2. kedd 10^15-12⁰⁰, helyszín: IE224
• 2017. május 4. csütörtök, 10¹⁵-12⁰⁰, helyszín: IE224

Megjegyzés: Két időpontot adtunk meg, bármelyikre eljöhetsz. Azért adtunk meg két időpontot, mert sajnos csak egyéb oktatási feladatokkal párhuzamos időpontok megadása lehetséges, így legalább dönthetsz, milyen órára nem tudsz bemenni.

A bemutató programja:

• Rövid általános tájékoztató (kb. 15 perc)
• Laborlátogatások

Specializáció tájékoztató PDF formátumban is elérhető a VIK honlapról.

Miért válaszd a Beágyazott információs rendszerek ágazatot?

Mert szerintünk ez az ágazat készít fel a legjobban a szakmánk jelenlegi és jövőbeli kihívásaira. Megtanít a hardver- és szoftvertervezés alapjaira, a legszükségesebb új technológiákra, és egyben jó kiindulópont a tanszék MSc képzéséhez.

Mik a jelen és a jövő kihívásai? Íme, egy rövid lista:

• Tárgyak/Dolgok Internete (Internet of Things, IoT)
• IPAR 4.0 (Industry 4.0)
• Autonóm járművek (Autonomous vehicles) beleértve az önvezető autókat
• Kiber-fizikai rendszerek (Cyber-Physical Systems)

Ezeket az aktuális "kulcsszavakat" mindenki ismeri, de a velük való hatékony ismerkedés az alaptechnológiák, a beágyazott hardver- és szoftverfejlesztés alapjainak a megismerésével kezdődik (specializáció és MIT-es ágazati tárgyak), majd ezekre építve kezdhető meg az ezen alkalmazásokban található kulcstechnológiákkal történő részletes ismerkedés (Önálló labor és Szakdolgozat, tanszéki Szabadon választható tárgyak, majd MSc).

Mihez fogsz érteni az ágazatot elvégezve?

• Mikrokontrollerek, DSP processzorok és FPGA-k alkalmazástechnikája (HW és SW)
• NYÁK tervezés (ha a témalaborban ilyen feladatot választasz)
• Beágyazott szoftverfejlesztés, robusztus és hordozható beágyazott SW írása (C nyelven)
• FreeRTOS és beágyazott Linux operációs rendszerekre párhuzamos és eseményvezérelt szoftverfejlesztés
• Jelfeldolgozás alkalmazástechnikája
• FPGA fejlesztés Verilog nyelven
• Virtualizáció és alkalmazástechnikája beágyazott rendszerekben

A specializáció és azon belül az ágazat ismertetése

A specializáció közös tárgyai:

• Beágyazott és ambiens rendszerek (MIT)
• Mikrokontroller alapú rendszerek (AAIT)
• Ipari irányítástechnika (IIT)

A MIT ágazati tárgyai:

• Párhuzamos és eseményvezérelt programozás beágyazott rendszereken
• Beágyazott és ambiens rendszerek laboratórium
• Témalaboratórium
• Önálló laboratórium
• Szakdolgozat

Az ágazatot kiegészítik a tanszék által felkínált rendszeresen induló, sikeres, az ágazatban oktatottakat kiegészítő szabadon választható tárgyak:

• ARM Cortex magú mikrovezérlők
• Autóipari beágyazott rendszerek
• AUTOSAR alapú autóipari szoftverrendszerek
• Digitális szűrők
• Hálózatba kapcsolt beágyazott rendszerek
• Jelfeldolgozás FPGA-val
• Korszerű autóipari termékek és fejl. módszereik
• Mértékegységek és etalonok kultúrtörténete
• Mikrokontrollerek alkalmazástechnikája
• Orvosi készülékek gyártmányfejlesztése
• Zenei jelfeldolgozás

Beágyazott és ambiens rendszerek

A tantárgy a 2017 őszi félévre átalakul, a korábbi tematikát felváltja egy modernebb, a szakma aktuális helyzetének megfelelő, a hallgatói visszacsatolásokat figyelembe vevő tematika (a kari weblapon még a régi tematika található meg adminisztrációs okokból).

A tárgy főbb témái az új tematika szerint:

• Beágyazott rendszerek architektúrája, rendszerkomponensek
• Szoftverarchitektúrák
• Robusztus programozás
• Hordozható kód, virtualizáció formái
• Hibakeresés, futási idő mérése
• Analóg jelkondicionálás és a szoftveres megoldás összehasonlítása
• Tipikus adatfeldolgozási feladatok szoftveres megoldásai
• DSP processzor specifikus programozás
• Szoftverdefiniált hardver: FPGA

A laborokban és a házi feladatok megoldásához a Silicon Labs STK-3700 fejlesztőkártyát és a Simplicity Studio fejlesztőrendszert használjátok majd. A további ágazati tárgyak (Témalaboratórium, Párhuzamos és eseményvezérelt programozás beágyazott rendszereken)  is ezt a kártyát és fejlesztőrendszert használják a demonstrációkhoz és a házi feladatok platformjaként. A Simplicity Studio Windows, Linux és OSX platformon is elérhető.

Párhuzamos és eseményvezérelt programozás beágyazott rendszereken

Megtanítunk a párhuzamos és eseményvezérelt programozás elméleti és gyakorlati alapjaira Linux és FreeRTOS felett.

Témák:

• A párhuzamos és eseményvezérelt programozás architekturális háttere (MMU, védelmi szintek)
• Folyamatok (process), szálak (thread): tulajdonságaik és használatuk
• Kölcsönös kizárás, szinkronizáció, kommunikáció eszközei közös memória- és üzenetalapú (pl. TCP/IP és Unix domain socket) kommunikáció esetén
• A FreeRTOS és Linux memóriakezelése
• Nyomkövetés (trace) hardver- és szoftvereszközei, profiling, memóriahasználat ellenőrzése
• Rendszer-virtualizáció alkalmazása beágyazott rendszerekben, periféria- és szenzor-virtualizáció

A tantárgy a tanszék sikeres felnőttképzési tanfolyamain alapul, és olyan tudást szerezhetsz, amelyet jelenleg az ipari szereplők nagyon keresnek, és amit a szakmai is az egyik legfontosabbnak tart jelenleg a beágyazott tématerületen belül.

Beágyazott és ambiens rendszerek laboratórium

• FPGA áramkörök és tervezői rendszereik ismertetése
• Hardver-szoftver funkcionális tervezés
• Összetett beágyazott rendszer tervezés
• CAN, LIN kommunikáció vizsgálata
• Elosztott rendszerek és szenzorhálózatok

Témalaboratórium

Egy választott egyszerű feladatot (lehet saját is) kell konzulens segítségével végigcsinálnod, miközben megtanulhatod a beágyazott rendszerek fejlesztéséhez szükséges eszközök használatát. Az elsődleges cél az Önálló laboratóriumban végzendő munkád előkészítése, az alaptechnológiák megismertetése.

Tematikus laborok (egyet kell választani):

• Bevezetés az áramkör- és NYÁK-tervezés alapjaiba, beültetés, bemérés és tesztelés
• Önálló FPGA alapú tervezés a gyakorlatban
• Bevezetés a jelfeldolgozás alapjaiba, MATLAB, DSP processzorok alkalmazástechnikája

Önálló laboratóriumi és szakdolgozat

A tanszék oktatói számos tanszéki és külső (céges) témakiírást konzultálnak. Ha nem találsz megfelelő témát, vagy esetleg saját témát hoznál, akkor azt javasoljuk, hogy a témádhoz hasonló témákat kiíró kollégát keresd meg, vagy a tárgyfelelős oktatót. Az önálló laboratóriummal és szakdolgozattal kapcsolatos tanszéki weblapok:

• Önálló labor
• Szakdolgozat
• Tanszéki témakínálat

Néhány önálló labor eredménye képekben: