Микропроцессорные системы

Цели и задачи дисциплины

Формирование у обучающихся комплексных знаний и практических навыков в области архитектуры, программирования и анализа требований к компонентам аппаратно-программных комплексов на базе микропроцессоров/микроконтроллеров, обеспечивающих способность анализировать технические требования к аппаратной и программной частям аппаратно-программных комплексов и оценивать возможность их реализации с учётом ресурсных ограничений микропроцессорной платформы. Задачи дисциплины: – изучить архитектурные особенности, систему команд и периферийные модули современных микропроцессоров и микроконтроллеров; – освоить методы сбора, систематизации, классификации и документирования требований к встроенному программному обеспечению и аппаратным компонентам аппаратно-программных комплексов; – сформировать навыки выявления взаимосвязей, зависимостей и противоречий между требованиями к встроенному программному обеспечению и характеристиками аппаратной платформы (тактовая частота, объём памяти, быстродействие шин, периферия, энергопотребление); – развить способность оценивать техническую реализуемость требований к программному обеспечению с учётом архитектурных и ресурсных ограничений микроконтроллеров; – закрепить теоретические знания и обеспечить получение практического опыта проектирования, программирования, отладки и верификации программно-аппаратных решений на примере микроконтроллеров семейств AVR и STM32.

Краткое содержание дисциплины

Дисциплина охватывает принципы построения микропроцессоров и микропроцессорных систем, архитектурные модели вычислительных устройств, включая фон-неймановскую и гарвардскую архитектуры, а также конвейеризацию выполнения команд. Изучаются архитектура, система команд и периферийные интерфейсы микроконтроллеров, включая порты ввода-вывода, таймеры, АЦП/ЦАП, прерывания и коммуникационные шины. Рассматриваются методы инженерии требований к аппаратно-программным комплексам: сбор, систематизация, классификация и документирование требований к встроенному программному обеспечению и аппаратным компонентам, анализ взаимосвязей и противоречий между требованиями к программному обеспечению и характеристиками аппаратной платформы. Осваиваются критерии и методы оценки технической реализуемости требований к программному обеспечению с учётом архитектурных и ресурсных ограничений микропроцессорной системы. Изучается программирование микроконтроллеров на языках высокого уровня. Рассматриваются этапы проектирования микропроцессорных систем: от анализа требований и выбора компонентов до отладки и верификации аппаратно-программного комплекса, а также показатели качества, надёжности и безопасности проектируемых аппаратно-программных комплексов.

Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

Выпускник должен обладать:

ПК-3 Способен анализировать требования к компонентам аппаратно-программных комплексов и программному обеспечению
ПК-4 Способен к выполнению работ по созданию и сопровождению информационных систем, автоматизирующих задачи организационного управления и бизнес-процессы