BLGM320 - Üst Düzey Gömülü Sistemler

Home  Outline  Labs  Lecture Notes Announcements Grades Homework

Bölüm:  Bilgisayar Mühendisliği  Program Adı: Bilgisayar Mühendisliği  Kredi 4  Zorunlu Ders
Asistan Bilgileri   İsim: E-mail: Ofis: Ofis Tel: 
Buluşma saatleri ve yerleri: 4 saat Teorik, 2 saat Lab

Yıl / Dönem   2019-2020 Bahar   ÖnKoşul(lar):   CMPE 223

Katalog Tanımı

Gömülü sistem tasarımında uygulama alanları, ortak özellikler ve zorluklar. Gereksinim belirtimi, hesaplama modelleri ve otomata ve durum çizelgesi gibi modelleme yöntemleri, veri akışı modelleme. Üst Düzey Gömülü Sistemler (ÜGS) donanımı, ASIC'ler, işlemciler, bellekler, iletişim, analog ve sayısal giriş ve çıkışlar arasında dönüştürme, örnekleme ve aktüatörler, güvenli donanım. Gömülü işletim sistemleri, genel gereksinimler, RTOS, sanal makineler, gerçek zamanlı veritabanları. IoT projeleri ve uygulaması. Değerlendirme ve onaylama (validation), performans değerlendirme, enerji ve güç modelleri, simülasyon, hızlı prototipleme, emülasyon. Test, test deseni (pattern)  üretimi, test desenlerinin değerlendirilmesi, test-edilebilir tasarım. (CMPE223).

Ders web sayfası:   https://staff.emu.edu.tr/mehmetbodur/en/teaching/blgm320

Ders Kitapları:

E.A. Lee and S.A. Seshia, Introduction to Embedded Systems, A Cyber-Physical Systems Approach, 2Ed, MIT Press, 2017.
Ibrahim, Dogan, Advanced PIC microcontroller projects in C: from USB to RTOS with the PIC18F series, Newnes, Elsevier, 2008

Yararlı Döküman

M. Bodur, Ders notları
John B. Peatman, Embedded Design with the PIC18F452 Microcontroller, Pearson Education, 2003

İşlenen Konular ve Sınıf Programı  (Haftada 4 saat teorik)

1.Hafta  Gömülü Sistemler Endüstrisindeki Eğilimler, uygulama alanları.

2.Hafta Üst düzey Gömülü Sistemler (ÜGS) tasarımında ve uygulamalarında karşılaşılan genel zorluklar

3.Hafta Gereksinim özellikleri için gerçek dünyayı ve siber dünyayı modellemenin önemi,

4.Hafta  ÜGS Projelerinin müşterekleri, analog, sayısal ve melez yaklaşımlar (çeyrek sınav-1)

5.Hafta ÜGS donanım, iletişim, analog ve sayısal giriş ve çıkışlar, aktüatörler 

6.Hafta Fiziksel dünyayı modelleme: fiziksel yasalar ve kısıtlamalar, kinematik ve dinamikler.

7.Hafta Modelleme araçları ve yöntemleri: otomata ve durum çizelgeleri, veri akışı modelleme, örnekleme ve güvenli donanım.

8.Hafta RTOS, sanal makineler, gerçek zamanlı veritabanları.  (Arasınav)

9.Hafta IoT projeleri ve uygulaması. Takım proje tartışmaları.

10.Hafta Değerlendirme ve onaylama, performans değerlendirme, enerji ve güç modelleri

11.Hafta Simülasyon, emülasyon ve hızlı prototipleme.  

12.Hafta Test, test paterni üretimi, test paternlerinin değerlendirilmesi, test edilebilirlik için tasarım. (çeyrek sınav-2)

13.Hafta Öğrenci Prototip Proje Tartışmaları, (Final)

Laboratuvar Takvimi:

(Haftada 2 saat )
4.Hafta GS uygulaması (Arduino veya PIC), GS kodlamasının ortak yapısı, LED Göstergesi

5.Hafta  GS uygulaması (Arduino veya PIC), LED Göstergeli USB bağlantılı sayaç uygulaması

6 Hafta GS uygulaması (Arduino veya PIC), sayısal ve/veya, analog girişler, Darbe genişlik modülasyonlu girişler,

7 Hafta RPB2 veya ESD32, Python kullanarak bağlantı noktalarına erişim. 

10 Hafta RPB2 veya ESD32, IoT uygulamaları

11 Hafta RPB2 veya ESD32, IoT uygulamaları ve Takım Proje tartışmaları, -1
12  Hafta Takım Proje tartışmaları -2, 

Dersin Öğrenme Çıktıları

Bu dersi başarı ile tamamlayan öğrenciler aşağıdaki becerilere sahip olur: 

 

  1. ÜGS tasarımı için basit fiziksel sistemlerin kinematik ve dinamik modellenmesini yapar (1).
  2. ÜGS'in tipik yapısını bilir ve C'de basit sayısal ve / veya portlar kullanır (1).
  3.  Analog, sayısal ve hibrit yaklaşımları bilir ve bir ÜGS'nin tipik bir AD dönüştürücüsünü kullanır (1).
  4.  İleri Teknoloji Gömülü Sistemler (ÜGS) için tipik kontrol ve izleme yaklaşımlarını bilir (1)
  5.  Ortak siber modelleme araç ve yöntemlerini bilir ve Sonlu-Durum-Modeli tekniklerini ÜGS'ye uygular (1).
  6.  IoT sistemlerinin ortak prensiplerini bilir ve bunları bir IoT platformunda uygular (1).
  7. ÜGS tasarımında gösterge, ekran, sensörler ve sürücüler kullanarak teknik gereksinimleri analiz eder (1).
  8. Gömülü sistem tasarımının etik sosyal ve çevresel sorumluluklarını analiz eder ve yorumlar (4).
  9.  Teknik gereksinimlerden başlayarak gömülü bir sistem ön tasarımı gerçekleştirir (2).
  10. Bir ekip içinde testleri de dahil bir gömülü sistem tasarımı uygular (5).
  11.  Testleri de dahil olmak üzere bir ÜGS'nin donanım/yazılım geliştirmesini belgelemek üzere bir ekip tasarım raporu hazırlar (6).

Değerlendirme

Değerlendirme Yöntemleri 
Yüzdesi

Lab
10%

Quiz ve Ödev
15%

Arasınav
20%

Tasarım Projesi
25%

Sonsınav
30%

Quiz ve HW değerlendirme kuralları: Ders saatinin sonunda planlanmamış 10 dakikalık Pop Quizleri. Ara sınavdan önce ve finalden önce iki ev işi. ÜGS tasarımı için hesaplamaların detaylarıyla ilgili ev ödevleri ve küçük proje-ev ödevlerini içerir.

Lab değerlendirme kuralları: Laboratuv katılım (%3), raporlar %3) ve donanım uygulaması (%4). İkiden fazla lab uygulamasına katılmayanın lab notu sıfırlanır.

Bütünleme sınav kuralları : Bir bütünleme sınavına girebilmek için öğrenci, kaçırılan sınavdan sonraki 3 iş günü içinde geçerli bir mazeret (tıbbi rapor) getirmelidir.
Çeyreksınavlar ve habersiz mini sınavlar (popquiz) için bütünleme sınavı yapılmaz. Final ve ara sınav bütünleme sınavları final sınavından sonra yapılır.  Hem ara sınava hem de son sınava girmeyen öğrenciler  NG alır.

Hile ve intihal kuralları: Sınavlarda veya ödevlerde hile yapan herhangi bir öğrenci dersten otomatik olarak başarısız olur ve ayrıca öğretim üyesinin takdirine bağlı olarak disiplin kuruluna gönderilebilir.

Güncelleyen : Assoc. Prof. Dr. Mehmet Bodur   
Güncelleme Tarihi: 14.02.2020
Dersin ABET Kriterlerine katkısı: 5

Dersin Kredi-Saati dağılımı:

Matematik & Temel Bilimler : 0
Mühendislik ve Tasarım : 4
Genel Eğitim : 0 

Dersin Program Çıktıları ile İlişkisi

1- mühendislik, bilim ve matematik prensiplerini uygulayarak karmaşık mühendislik problemlerini tanımlama, formüle etme ve çözme becerisi

2- Halk sağlığı, güvenliği ve refahının yanı sıra küresel, kültürel, sosyal, çevresel ve ekonomik faktörleri göz önünde bulundurarak belirtilen ihtiyaçları karşılayan çözümler üretmek için mühendislik tasarımını uygulama becerisi

4- mühendislik durumlarında etik ve mesleki sorumlulukları tanıma ve mühendislik çözümlerinin küresel, ekonomik, çevresel ve toplumsal bağlamlardaki etkisini göz önünde bulundurması gereken bilinçli kararlar verme becerisi

5- üyeleri birlikte liderlik sağlayan, işbirlikçi ve kapsayıcı bir ortam yaratan, hedefler belirleyen, görevleri planlayan ve hedeflere ulaşan bir ekip üzerinde etkili bir şekilde çalışma becerisi 

6- Uygun deneyler geliştirme ve yürütme, verileri analiz etme ve yorumlama ve sonuç çıkarmak için mühendislik kararını kullanma becerisi

Hazırlayan: Assoc. Prof. Dr. Mehmet Bodur
Hazırlanma Tarihi: 14 Şubat 2020