Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Informatyki - Informatyka (S1)

Sylabus przedmiotu Technika mikroprocesorowa:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Informatyka
Forma studiów studia stacjonarne Poziom pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta inżynier
Obszary studiów nauk technicznych, studiów inżynierskich
Profil ogólnoakademicki
Moduł —
Przedmiot Technika mikroprocesorowa
Specjalność systemy komputerowe i oprogramowanie
Jednostka prowadząca Katedra Architektury Komputerów i Telekomunikacji
Nauczyciel odpowiedzialny Mariusz Kapruziak <Mariusz.Kapruziak@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Mariusz Kapruziak <Mariusz.Kapruziak@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 4,0 ECTS (formy) 4,0
Forma zaliczenia egzamin Język polski
Blok obieralny 5 Grupa obieralna 4

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
laboratoriaL6 15 1,10,25zaliczenie
projektyP6 15 1,70,33zaliczenie
wykładyW6 15 1,20,42egzamin

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Znajomośc fundamentalnych architektur komputerów.
W-2Umiejętność programowania w assemblerze oraz C i C++.
W-3Podstawowa umiejętność programowania układów rekonfigurowalnych.
W-4Znajomość zagadnień techniki cyfrowej.

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Umiejętność praktycznego zaprojektowania i wykonania procesora o wybranej architekturze.
C-2Rozumienie wpływu subtelnych cech architektury procesora na efektywność systemu komputerowego, w szczególności dla systemu wbudowanego (w tym mobilnego/niskomocowego).
C-3Zerwanie z ograniczeniem myślenia tylko i wylacznie do architektur von-Neumannowskich.
C-4Umiejetność budowy podstawowych systemów procesorowych z uwzględnianiem takich cech jak minimalizacja zużycia mocy oraz odborność na udary i wibracje.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Architektura procesora Microchip PIC16F84A w języku Verilog - uruchomienie oraz szczegółowe omówienie.6
T-L-2Narzedzia wspomagaące budowe corów procesorów w układach FPGA.2
T-L-3Budowa ręcznie systemu procesorowego - projekt w Altium Designer PCB, wykonanie wybranej płytki - dla procesora PIC16F84A lub Atmel ATMega32.4
T-L-4Architektura MOVE i eksperymentowanie z różnicami w stosunku do architektur von-Neumanna.2
T-L-5zaliczenie1
15
projekty
T-P-1Implementacja zadanej archtietkury procesora w układzie FPGA.15
15
wykłady
T-W-1Budowa typowych archtietkur procesorów bez jednostki MMU.2
T-W-2Programowanie struktury własnego procesora w języku Verilog - układ sterujący i ALU.2
T-W-3Programowanie struktury własnego procesora w języku Verilog - szyny, przerwania i stos.2
T-W-4Programowanie na poziomie TLM (Transaction Level Modeling) szyn procesora oraz systemu wielo-procesorowego.3
T-W-5Układ MMU, tryb chroniony oraz wsparcie dla nowoczesnych systemów operacyjnych.2
T-W-6Architektura ARM oraz architektury mobilnych oraz niskomocowych systemów komputerowych.2
T-W-7Architektura MOVE w języku Verilog oraz nie-von-Neumannowskie architektury komputerów.2
15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1uczestnictwo w zajęciach15
A-L-2nauka do zajec oraz dopracowanie niektórych laboratoriów samemu (na przykład płytki w Altium Designer PCB).20
A-L-3Udział w zaliczeniu i konsultacjach2
37
projekty
A-P-1Wykonanie projektu - praca własna studenta poza zajęciami dydaktycznymi30
A-P-2Udział w zaliczeniu i konsultacjach2
A-P-3Udział w zajęciach dydaktycznych15
47
wykłady
A-W-1uczestnictwo w zajęciach15
A-W-2Nauka - praca własna studenta15
A-W-3Konsultacje do wykładu2
A-W-4Udział w egzaminie (2 godz.) i przygotowanie się do egzaminu7
39

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Praktyczny projekt - praca samodzielna studenta nad praktyczną implementacją procesora.
M-2Laboratoria w formie wykonywania zadań przygotowanych przez prowadzącego i z jego tłumaczeniem przykładowych rozwiązań. Rozwiązania te mają na celu pokazać studentom sposoby oraz różne (także mniej typowe) warianty pomocne przy realizacji projektu.
M-3Laboratorium w formie zaprojektowania własnej płytki PCB oraz prezentacja wykonania jej fizycznie na masznie LPKF przez prowadzącego dla wybranego projektu (w formie konkursu).
M-4Wykład o charakterze informacyjnym wraz z elementami dyskusji nad niektórymi zagadnieniami.

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena formująca: Ocena praktycznego projektu procesora.
S-2Ocena podsumowująca: Prezentacja publiczna na temat swojej implemntacji procesora połączona z pokazem w formie ala targi/konkurs.
S-3Ocena formująca: Ustne zaliczenie podstawowych elementów wiedzy dotyczącej zakresu wykładów.
S-4Ocena formująca: Konkurs na najlepszy projekt płytki PCB dla systemu procesorowego.
S-5Ocena formująca: Dokumentacja techniczna dla swojej realizacji procesora.

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
I_1A_O4/04_W01
Student zna zagadnienia potrzebne do wykonania podstawowego własnego systemu wbudowanego z wykorzystaniem typowych mikrokontrolerów.		I_1A_W10, I_1A_W21T1A_W02, T1A_W03, T1A_W05, T1A_W06, T1A_W07, T1A_W08InzA_W01, InzA_W02, InzA_W03, InzA_W05C-4T-W-6, T-L-3M-3S-4
I_1A_O4/04_W02
Student umie opisać procesor z wykorzystaniem języków opisu sprzętu.		I_1A_W18T1A_W03, T1A_W07InzA_W02C-1T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-L-1, T-L-2, T-L-4, T-P-1M-1, M-2, M-4S-4, S-5

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
I_1A_O4/04_U01
Realizacja praktycznego własnego projektu procesora o wybranej architekturze (także ewentualnie architkturze własnej studenta).		I_1A_U02, I_1A_U04, I_1A_U18T1A_U02, T1A_U03, T1A_U04, T1A_U07, T1A_U08, T1A_U09, T1A_U11, T1A_U12, T1A_U13, T1A_U14, T1A_U15, T1A_U16InzA_U01, InzA_U02, InzA_U03, InzA_U05, InzA_U06, InzA_U07, InzA_U08C-1, C-3T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-7, T-L-1, T-L-2, T-L-4, T-P-1M-1S-4
I_1A_O4/04_U02
Projekt systemu procesorowego dla wybranego procesora w formie płytki PCB.		I_1A_U05, I_1A_U18T1A_U01, T1A_U02, T1A_U06, T1A_U07, T1A_U13, T1A_U15, T1A_U16InzA_U05, InzA_U07, InzA_U08C-4T-L-3M-3S-4

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
I_1A_O4/04_W01
Student zna zagadnienia potrzebne do wykonania podstawowego własnego systemu wbudowanego z wykorzystaniem typowych mikrokontrolerów.		2,0
3,0Student zna podstawowe organizacje wewnętrzne wybranych procesorów oraz wymagania na środowisko konieczne do ich funkcjonowania.
3,5Student umie przedstawić różne alternatywne możliwości rozwiązania problemu organizacji procesora i wiążące się z tym konsekwencje.
4,0Student umie ocenić efektywność różnych rozwiązań procesora oraz wie jaki wpływ te rozwiązania mają na wymagania dla środowiska zewnętrzenego procesora i jego klasy zastosowania.
4,5Student umie przedstawić publicznie swoją oryginalną propozycję modyfikacji archtiektury procesora lub swoje oryginalne rozwiązanie systemu procesorowego oraz uczestniczyć w debacie na ten temat.
5,0Student umie wykonać prototyp i przedstawić publicznie swoją oryginalną propozycję modyfikacji archtiektury procesora lub swoje oryginalne rozwiązanie systemu procesorowego oraz uczestniczyć w debacie na ten temat.
I_1A_O4/04_W02
Student umie opisać procesor z wykorzystaniem języków opisu sprzętu.		2,0
3,0Student zna język Verilog w podstawowym stopniu oraz ma wiedzę na temat układów FPGA wystarczjącą do ich zaprogramowania.
3,5Student zna podstawowe zagadnienia związane z procesorami programowalnymi (soft procesorami). Zna podstawowe miejsca gdzie można ich szukać (na przykład openCores.org).
4,0Student zna zagadnienia związane z praktycznym wykorzystaniem istniejacych procesorów programowalnych.
4,5Student umie przedstawić publicznie własne wnioski z wykorzystania z jednego z gotowych procesorów programowalnych w FPGA.
5,0Student umie przedstawić publicznie swoje modyfikaje procesora opisanego w języku opisu sprzętu, zaprezentować prototyp i uczestniczyć w debacie.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
I_1A_O4/04_U01
Realizacja praktycznego własnego projektu procesora o wybranej architekturze (także ewentualnie architkturze własnej studenta).		2,0
3,0Student umie omówić i wykonać proste modyfikacje dostarczonej architektury procesora na FPGA.
3,5Student umie wykonać mocno uprzoszczoną architekturę zanego procesora i pokazać jej działanie na FPGA.
4,0Student umie wykonać architekturę zanego procesora i pokazać jej działanie na FPGA. Możliwe są drobne uproszczenia, szczególnie mechanizmu wykonania przerwań.
4,5Student umie dokonać własnych modyfikacji architektury procesora i pokazać ich działania na FPGA.
5,0Student umie dokonać własnych modyfikacji architektury procesora, pokazać ich działania na FPGA oraz ocenić efektywność swojej modyfikacji. Taką ocenę student powinien zawrzeć w formie artykułu naukowego do oceny możliwości publikacji.
I_1A_O4/04_U02
Projekt systemu procesorowego dla wybranego procesora w formie płytki PCB.		2,0
3,0Student umie wykonać płytkę PCB do prostego systemu z mikrokontrolerem, przyciskiem i diodą przy pomocy i zgodnie z instrukcjami prowadzącego.
3,5Student, przy pomocy prowadzącego, umie wykonać swoją płytkę i zaprogramować, tak aby mogła działać.
4,0Student umie poprawnie udokumentować swoją płytkę i uzasadnić wybór komponentów i architektury.
4,5Student umie zaproponować swoją własną płytkę do dedykowanego systemu komputerowego, wykonać i udokumentować rozwiązanie.
5,0Student umie zaproponować swoją własną płytkę do dedykowanego systemu komputerowego, wykonać i udokumentować rozwiązanie. Ważne w tym punkcie jest aby umiał uzasadnić na podstawie prostej analizy rynkowej wybór zastosowania płytki oraz uzasadnił dobór komponentów.

Literatura podstawowa

  1. G. De Micheli, Synteza i optymalizacja układów cyfrowych, WNT, 2011
  2. J. Stokes, Inside the Machine, No Starch Press, 2011
  3. R. Pełka, Mikrokontrolery, architektura, programowanie, zastosowania, WKŁ, 2011
  4. Nurmi J., Processor Design, System-on-chip Computing for ASICs and FPGAs, Springer, 2011

Literatura dodatkowa

  1. J. Silc, B. Robic, T Ungerer, Processor Architecture From Dataflow to Superscalar and Beyond, Springer Verlag, 2011
  2. H. Corporaal, Microprocessor Architectures: From VLIW to TTA, Wiley, 2011

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Architektura procesora Microchip PIC16F84A w języku Verilog - uruchomienie oraz szczegółowe omówienie.6
T-L-2Narzedzia wspomagaące budowe corów procesorów w układach FPGA.2
T-L-3Budowa ręcznie systemu procesorowego - projekt w Altium Designer PCB, wykonanie wybranej płytki - dla procesora PIC16F84A lub Atmel ATMega32.4
T-L-4Architektura MOVE i eksperymentowanie z różnicami w stosunku do architektur von-Neumanna.2
T-L-5zaliczenie1
15

Treści programowe - projekty

KODTreść programowaGodziny
T-P-1Implementacja zadanej archtietkury procesora w układzie FPGA.15
15

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Budowa typowych archtietkur procesorów bez jednostki MMU.2
T-W-2Programowanie struktury własnego procesora w języku Verilog - układ sterujący i ALU.2
T-W-3Programowanie struktury własnego procesora w języku Verilog - szyny, przerwania i stos.2
T-W-4Programowanie na poziomie TLM (Transaction Level Modeling) szyn procesora oraz systemu wielo-procesorowego.3
T-W-5Układ MMU, tryb chroniony oraz wsparcie dla nowoczesnych systemów operacyjnych.2
T-W-6Architektura ARM oraz architektury mobilnych oraz niskomocowych systemów komputerowych.2
T-W-7Architektura MOVE w języku Verilog oraz nie-von-Neumannowskie architektury komputerów.2
15

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1uczestnictwo w zajęciach15
A-L-2nauka do zajec oraz dopracowanie niektórych laboratoriów samemu (na przykład płytki w Altium Designer PCB).20
A-L-3Udział w zaliczeniu i konsultacjach2
37
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - projekty

KODForma aktywnościGodziny
A-P-1Wykonanie projektu - praca własna studenta poza zajęciami dydaktycznymi30
A-P-2Udział w zaliczeniu i konsultacjach2
A-P-3Udział w zajęciach dydaktycznych15
47
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1uczestnictwo w zajęciach15
A-W-2Nauka - praca własna studenta15
A-W-3Konsultacje do wykładu2
A-W-4Udział w egzaminie (2 godz.) i przygotowanie się do egzaminu7
39
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaI_1A_O4/04_W01Student zna zagadnienia potrzebne do wykonania podstawowego własnego systemu wbudowanego z wykorzystaniem typowych mikrokontrolerów.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówI_1A_W10zna podstawowe architektury systemów komputerowych, w tym systemów wbudowanych
I_1A_W21ma wiedzę w zakresie technologii mobilnych
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT1A_W02ma podstawową wiedzę w zakresie kierunków studiów powiązanych ze studiowanym kierunkiem studiów
T1A_W03ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną obejmującą kluczowe zagadnienia z zakresu studiowanego kierunku studiów
T1A_W05ma podstawową wiedzę o trendach rozwojowych z zakresu dziedzin nauki i dyscyplin naukowych, właściwych dla studiowanego kierunku studiów
T1A_W06ma podstawową wiedzę o cyklu życia urządzeń, obiektów i systemów technicznych
T1A_W07zna podstawowe metody, techniki, narzędzia i materiały stosowane przy rozwiązywaniu prostych zadań inżynierskich z zakresu studiowanego kierunku studiów
T1A_W08ma podstawową wiedzę niezbędną do rozumienia społecznych, ekonomicznych, prawnych i innych pozatechnicznych uwarunkowań działalności inżynierskiej
Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraInzA_W01ma podstawową wiedzę o cyklu życia urządzeń, obiektów i systemów technicznych
InzA_W02zna podstawowe metody, techniki, narzędzia i materiały stosowane przy rozwiązywaniu prostych zadań inżynierskich z zakresu studiowanego kierunku studiów
InzA_W03ma podstawową wiedzę niezbędną do rozumienia społecznych, ekonomicznych, prawnych i innych uwarunkowań działalności inżynierskiej
InzA_W05zna typowe technologie inżynierskie w zakresie studiowanego kierunku studiów
Cel przedmiotuC-4Umiejetność budowy podstawowych systemów procesorowych z uwzględnianiem takich cech jak minimalizacja zużycia mocy oraz odborność na udary i wibracje.
Treści programoweT-W-6Architektura ARM oraz architektury mobilnych oraz niskomocowych systemów komputerowych.
T-L-3Budowa ręcznie systemu procesorowego - projekt w Altium Designer PCB, wykonanie wybranej płytki - dla procesora PIC16F84A lub Atmel ATMega32.
Metody nauczaniaM-3Laboratorium w formie zaprojektowania własnej płytki PCB oraz prezentacja wykonania jej fizycznie na masznie LPKF przez prowadzącego dla wybranego projektu (w formie konkursu).
Sposób ocenyS-4Ocena formująca: Konkurs na najlepszy projekt płytki PCB dla systemu procesorowego.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student zna podstawowe organizacje wewnętrzne wybranych procesorów oraz wymagania na środowisko konieczne do ich funkcjonowania.
3,5Student umie przedstawić różne alternatywne możliwości rozwiązania problemu organizacji procesora i wiążące się z tym konsekwencje.
4,0Student umie ocenić efektywność różnych rozwiązań procesora oraz wie jaki wpływ te rozwiązania mają na wymagania dla środowiska zewnętrzenego procesora i jego klasy zastosowania.
4,5Student umie przedstawić publicznie swoją oryginalną propozycję modyfikacji archtiektury procesora lub swoje oryginalne rozwiązanie systemu procesorowego oraz uczestniczyć w debacie na ten temat.
5,0Student umie wykonać prototyp i przedstawić publicznie swoją oryginalną propozycję modyfikacji archtiektury procesora lub swoje oryginalne rozwiązanie systemu procesorowego oraz uczestniczyć w debacie na ten temat.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaI_1A_O4/04_W02Student umie opisać procesor z wykorzystaniem języków opisu sprzętu.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówI_1A_W18ma wiedzę w zakresie podstaw modelowania systemów
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT1A_W03ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną obejmującą kluczowe zagadnienia z zakresu studiowanego kierunku studiów
T1A_W07zna podstawowe metody, techniki, narzędzia i materiały stosowane przy rozwiązywaniu prostych zadań inżynierskich z zakresu studiowanego kierunku studiów
Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraInzA_W02zna podstawowe metody, techniki, narzędzia i materiały stosowane przy rozwiązywaniu prostych zadań inżynierskich z zakresu studiowanego kierunku studiów
Cel przedmiotuC-1Umiejętność praktycznego zaprojektowania i wykonania procesora o wybranej architekturze.
Treści programoweT-W-1Budowa typowych archtietkur procesorów bez jednostki MMU.
T-W-2Programowanie struktury własnego procesora w języku Verilog - układ sterujący i ALU.
T-W-3Programowanie struktury własnego procesora w języku Verilog - szyny, przerwania i stos.
T-W-4Programowanie na poziomie TLM (Transaction Level Modeling) szyn procesora oraz systemu wielo-procesorowego.
T-L-1Architektura procesora Microchip PIC16F84A w języku Verilog - uruchomienie oraz szczegółowe omówienie.
T-L-2Narzedzia wspomagaące budowe corów procesorów w układach FPGA.
T-L-4Architektura MOVE i eksperymentowanie z różnicami w stosunku do architektur von-Neumanna.
T-P-1Implementacja zadanej archtietkury procesora w układzie FPGA.
Metody nauczaniaM-1Praktyczny projekt - praca samodzielna studenta nad praktyczną implementacją procesora.
M-2Laboratoria w formie wykonywania zadań przygotowanych przez prowadzącego i z jego tłumaczeniem przykładowych rozwiązań. Rozwiązania te mają na celu pokazać studentom sposoby oraz różne (także mniej typowe) warianty pomocne przy realizacji projektu.
M-4Wykład o charakterze informacyjnym wraz z elementami dyskusji nad niektórymi zagadnieniami.
Sposób ocenyS-4Ocena formująca: Konkurs na najlepszy projekt płytki PCB dla systemu procesorowego.
S-5Ocena formująca: Dokumentacja techniczna dla swojej realizacji procesora.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student zna język Verilog w podstawowym stopniu oraz ma wiedzę na temat układów FPGA wystarczjącą do ich zaprogramowania.
3,5Student zna podstawowe zagadnienia związane z procesorami programowalnymi (soft procesorami). Zna podstawowe miejsca gdzie można ich szukać (na przykład openCores.org).
4,0Student zna zagadnienia związane z praktycznym wykorzystaniem istniejacych procesorów programowalnych.
4,5Student umie przedstawić publicznie własne wnioski z wykorzystania z jednego z gotowych procesorów programowalnych w FPGA.
5,0Student umie przedstawić publicznie swoje modyfikaje procesora opisanego w języku opisu sprzętu, zaprezentować prototyp i uczestniczyć w debacie.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaI_1A_O4/04_U01Realizacja praktycznego własnego projektu procesora o wybranej architekturze (także ewentualnie architkturze własnej studenta).
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówI_1A_U02potrafi aktywnie uczestniczyć w pracach projektowych zespołowych i indywidualnych
I_1A_U04ma podstawowe umiejętności w zakresie programowania i podnoszenia niezawodności systemów wbudowanych
I_1A_U18umie opisywać i analizować działanie prostych systemów elektronicznych, w tym systemów zawierających układy programowalne
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT1A_U02potrafi porozumiewać się przy użyciu różnych technik w środowisku zawodowym oraz w innych środowiskach
T1A_U03potrafi przygotować w języku polskim i języku obcym, uznawanym za podstawowy dla dziedzin nauki i dyscyplin naukowych właściwych dla studiowanego kierunku studiów, dobrze udokumentowane opracowanie problemów z zakresu studiowanego kierunku studiów
T1A_U04potrafi przygotować i przedstawić w języku polskim i języku obcym prezentację ustną, dotyczącą szczegółowych zagadnień z zakresu studiowanego kierunku studiów
T1A_U07potrafi posługiwać się technikami informacyjno-komunikacyjnymi właściwymi do realizacji zadań typowych dla działalności inżynierskiej
T1A_U08potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary i symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
T1A_U09potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich metody analityczne, symulacyjne oraz eksperymentalne
T1A_U11ma przygotowanie niezbędne do pracy w środowisku przemysłowym oraz zna zasady bezpieczeństwa związane z tą pracą
T1A_U12potrafi dokonać wstępnej analizy ekonomicznej podejmowanych działań inżynierskich
T1A_U13potrafi dokonać krytycznej analizy sposobu funkcjonowania i ocenić - zwłaszcza w powiązaniu ze studiowanym kierunkiem studiów - istniejące rozwiązania techniczne, w szczególności urządzenia, obiekty, systemy, procesy, usługi
T1A_U14potrafi dokonać identyfikacji i sformułować specyfikację prostych zadań inżynierskich o charakterze praktycznym, charakterystycznych dla studiowanego kierunku studiów
T1A_U15potrafi ocenić przydatność rutynowych metod i narzędzi służących do rozwiązania prostego zadania inżynierskiego o charakterze praktycznym, charakterystycznego dla studiowanego kierunku studiów oraz wybrać i zastosować właściwą metodę i narzędzia
T1A_U16potrafi - zgodnie z zadaną specyfikacją - zaprojektować oraz zrealizować proste urządzenie, obiekt, system lub proces, typowe dla studiowanego kierunku studiów, używając właściwych metod, technik i narzędzi
Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraInzA_U01potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary i symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
InzA_U02potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich metody analityczne, symulacyjne oraz eksperymentalne
InzA_U03potrafi - przy formułowaniu i rozwiązywaniu zadań inżynierskich - dostrzegać ich aspekty systemowe i pozatechniczne
InzA_U05potrafi dokonać krytycznej analizy sposobu funkcjonowania i ocenić - zwłaszcza w powiązaniu ze studiowanym kierunkiem studiów - istniejące rozwiązania techniczne, w szczególności urządzenia, obiekty, systemy, procesy, usługi
InzA_U06potrafi dokonać identyfikacji i sformułować specyfikację prostych zadań inżynierskich o charakterze praktycznym, charakterystycznych dla studiowanego kierunku studiów
InzA_U07potrafi ocenić przydatność rutynowych metod i narzędzi służących do rozwiązania prostego zadania inżynierskiego o charakterze praktycznym, charakterystycznego dla studiowanego kierunku studiów oraz wybrać i zastosować właściwą metodę i narzędzia
InzA_U08potrafi - zgodnie z zadaną specyfikacją - zaprojektować proste urządzenie, obiekt, system lub proces, typowe dla studiowanego kierunku studiów, używając właściwych metod, technik i narzędzi
Cel przedmiotuC-1Umiejętność praktycznego zaprojektowania i wykonania procesora o wybranej architekturze.
C-3Zerwanie z ograniczeniem myślenia tylko i wylacznie do architektur von-Neumannowskich.
Treści programoweT-W-1Budowa typowych archtietkur procesorów bez jednostki MMU.
T-W-2Programowanie struktury własnego procesora w języku Verilog - układ sterujący i ALU.
T-W-3Programowanie struktury własnego procesora w języku Verilog - szyny, przerwania i stos.
T-W-4Programowanie na poziomie TLM (Transaction Level Modeling) szyn procesora oraz systemu wielo-procesorowego.
T-W-5Układ MMU, tryb chroniony oraz wsparcie dla nowoczesnych systemów operacyjnych.
T-W-7Architektura MOVE w języku Verilog oraz nie-von-Neumannowskie architektury komputerów.
T-L-1Architektura procesora Microchip PIC16F84A w języku Verilog - uruchomienie oraz szczegółowe omówienie.
T-L-2Narzedzia wspomagaące budowe corów procesorów w układach FPGA.
T-L-4Architektura MOVE i eksperymentowanie z różnicami w stosunku do architektur von-Neumanna.
T-P-1Implementacja zadanej archtietkury procesora w układzie FPGA.
Metody nauczaniaM-1Praktyczny projekt - praca samodzielna studenta nad praktyczną implementacją procesora.
Sposób ocenyS-4Ocena formująca: Konkurs na najlepszy projekt płytki PCB dla systemu procesorowego.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student umie omówić i wykonać proste modyfikacje dostarczonej architektury procesora na FPGA.
3,5Student umie wykonać mocno uprzoszczoną architekturę zanego procesora i pokazać jej działanie na FPGA.
4,0Student umie wykonać architekturę zanego procesora i pokazać jej działanie na FPGA. Możliwe są drobne uproszczenia, szczególnie mechanizmu wykonania przerwań.
4,5Student umie dokonać własnych modyfikacji architektury procesora i pokazać ich działania na FPGA.
5,0Student umie dokonać własnych modyfikacji architektury procesora, pokazać ich działania na FPGA oraz ocenić efektywność swojej modyfikacji. Taką ocenę student powinien zawrzeć w formie artykułu naukowego do oceny możliwości publikacji.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaI_1A_O4/04_U02Projekt systemu procesorowego dla wybranego procesora w formie płytki PCB.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówI_1A_U05potrafi tworzyć i posługiwać się dokumentacją techniczną
I_1A_U18umie opisywać i analizować działanie prostych systemów elektronicznych, w tym systemów zawierających układy programowalne
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT1A_U01potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych oraz innych właściwie dobranych źródeł, także w języku angielskim lub innym języku obcym uznawanym za język komunikacji międzynarodowej w zakresie studiowanego kierunku studiów; potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski oraz formułować i uzasadniać opinie
T1A_U02potrafi porozumiewać się przy użyciu różnych technik w środowisku zawodowym oraz w innych środowiskach
T1A_U06ma umiejętności językowe w zakresie dziedzin nauki i dyscyplin naukowych, właściwych dla studiowanego kierunku studiów, zgodne z wymaganiami określonymi dla poziomu B2 Europejskiego Systemu Opisu Kształcenia Językowego
T1A_U07potrafi posługiwać się technikami informacyjno-komunikacyjnymi właściwymi do realizacji zadań typowych dla działalności inżynierskiej
T1A_U13potrafi dokonać krytycznej analizy sposobu funkcjonowania i ocenić - zwłaszcza w powiązaniu ze studiowanym kierunkiem studiów - istniejące rozwiązania techniczne, w szczególności urządzenia, obiekty, systemy, procesy, usługi
T1A_U15potrafi ocenić przydatność rutynowych metod i narzędzi służących do rozwiązania prostego zadania inżynierskiego o charakterze praktycznym, charakterystycznego dla studiowanego kierunku studiów oraz wybrać i zastosować właściwą metodę i narzędzia
T1A_U16potrafi - zgodnie z zadaną specyfikacją - zaprojektować oraz zrealizować proste urządzenie, obiekt, system lub proces, typowe dla studiowanego kierunku studiów, używając właściwych metod, technik i narzędzi
Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraInzA_U05potrafi dokonać krytycznej analizy sposobu funkcjonowania i ocenić - zwłaszcza w powiązaniu ze studiowanym kierunkiem studiów - istniejące rozwiązania techniczne, w szczególności urządzenia, obiekty, systemy, procesy, usługi
InzA_U07potrafi ocenić przydatność rutynowych metod i narzędzi służących do rozwiązania prostego zadania inżynierskiego o charakterze praktycznym, charakterystycznego dla studiowanego kierunku studiów oraz wybrać i zastosować właściwą metodę i narzędzia
InzA_U08potrafi - zgodnie z zadaną specyfikacją - zaprojektować proste urządzenie, obiekt, system lub proces, typowe dla studiowanego kierunku studiów, używając właściwych metod, technik i narzędzi
Cel przedmiotuC-4Umiejetność budowy podstawowych systemów procesorowych z uwzględnianiem takich cech jak minimalizacja zużycia mocy oraz odborność na udary i wibracje.
Treści programoweT-L-3Budowa ręcznie systemu procesorowego - projekt w Altium Designer PCB, wykonanie wybranej płytki - dla procesora PIC16F84A lub Atmel ATMega32.
Metody nauczaniaM-3Laboratorium w formie zaprojektowania własnej płytki PCB oraz prezentacja wykonania jej fizycznie na masznie LPKF przez prowadzącego dla wybranego projektu (w formie konkursu).
Sposób ocenyS-4Ocena formująca: Konkurs na najlepszy projekt płytki PCB dla systemu procesorowego.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student umie wykonać płytkę PCB do prostego systemu z mikrokontrolerem, przyciskiem i diodą przy pomocy i zgodnie z instrukcjami prowadzącego.
3,5Student, przy pomocy prowadzącego, umie wykonać swoją płytkę i zaprogramować, tak aby mogła działać.
4,0Student umie poprawnie udokumentować swoją płytkę i uzasadnić wybór komponentów i architektury.
4,5Student umie zaproponować swoją własną płytkę do dedykowanego systemu komputerowego, wykonać i udokumentować rozwiązanie.
5,0Student umie zaproponować swoją własną płytkę do dedykowanego systemu komputerowego, wykonać i udokumentować rozwiązanie. Ważne w tym punkcie jest aby umiał uzasadnić na podstawie prostej analizy rynkowej wybór zastosowania płytki oraz uzasadnił dobór komponentów.