Zapoznanie studentów z metodyką projektowania systemów wbudowanych, bazą technologiczną systemów wbudowanych oraz narzędziami do projektowania systemów wbudowanych. Nauczenie sposobów wykorzystania języków opisu sprzętu do projektowania systemów wbudowanych. Nauczenie podstaw projektowania systemów wbudowanych z wykorzystaniem odpowiedniej bazy technologicznej. Nauczenie metod wykorzystywania układów zewnętrznych (klawiatura, wyświetlacz LED i LCD, czujniki). Wykonanie i testowanie prostych systemów wbudowanych.

Odniesienia do standardu SFIA:
Hardware design HWDE - poziom 3
Real-time/embedded systems development RESD - poziom 2

Wykład:
Podstawowe pojęcia związane ze sterowaniem i systemami wbudowanymi. Układy programowalne CPLD i FPGA jako baza dla systemów wbudowanych. Języki opisu sprzętu na przykładzie języka Verilog. Wybrane aspekty projektowania podstawowych bloków funkcjonalnych systemów wbudowanych oraz układów sterowania w oparciu o układy FPGA. Mikrokontrolery i ich cechy, architektura, tryby adresowania, systemy przerwań, redukcja mocy. Obsługa portów wejścia-wyjścia, wyświetlaczy LED i LCD, układów czasowych, przełączników. Systemy operacyjne czasu rzeczywistego. Metodyka projektowania niezawodnych systemów wbudowanych.

Pracownia specjalistyczna:
Projektowanie układów kombinacyjnych w języku opisu sprzętu: multipleksery, dekodery, układy arytmetyczne. Projektowanie układów sekwencyjnych w języku opisu sprzętu: rejestry liczniki, układy czasowe, automaty skończone, pamięci. Projektowanie procesorów w języku opisu sprzętu. Sprzętowa realizacja algorytmów. Projektowanie prostego filtra cyfrowego.

symulacja,   ćwiczenia laboratoryjne,   programowanie z użyciem komputera,   wykład problemowy,   wykład informacyjny,  

Wykład: egzamin pisemny.
Pracownia specjalistyczna: ocena sprawozdań, ocena wykonanych projektów.

1. V. Salauyou, A. Klimowicz, Projektowanie systemów wbudowanych w układach FPGA, Oficyna Wydawnicza PB, 2022
2. V. Salauyou, A. Klimowicz, T. Grześ, I. Bułatowa, Język Verilog w projektowaniu systemów wbudowanych na układach FPGA, Oficyna Wydawnicza PB, 2022
3. Z. Hajduk, Wprowadzenie do języka VERILOG. – BTC, 2009
4. B. Pankiewicz, M. Wójcikowski, Języki modelowania i symulacji, Wydaw. Politechniki Gdańskiej, 2017
5. Z.S. Kulesza, Programowanie sterowników czasu rzeczywistego w układach PLD i FPGA, Oficyna Wydawnicza Politechniki Białostockiej, 2015

1. C. Roth, L.K. John, B.K. Lee, Digital Systems Design Using Verilog, Nelson Education, 2014
2. D. Thomas, P. Moorby, The Verilog Hardware Description Language. Springer Science & Business Media, 2008
3. P.J. Ashenden, Digital design: an embedded systems approach using VHDL, Elsevier/Morgan Kaufmann, 2008
4. J. Ganssle, Embedded hardware, Elsevier, 2008
5. T. Noregaard, Embeded Systems Architecture, Elsevier, 2005
6. F. Vahid, T. Givargis, Embedded system design: a unified hardware/software introduction, New York: Wiley J., 2002
7. S Kilts, Advanced FPGA design: architecture, implementation, and optimization. Hoboken, John Wiley a. Sons, 2007
8. Z. Navabi, Embedded Core Design with FPGAs, McGraw-Hill, 2007