Inbyggda datorsystem, 15 hp

Innehåll

Kursen ger en introduktion till design, konstruktion och programmering av inbyggda datorsystem huvudsakligen baserade på microcontrollers. Centrala systemfunktioner och begrepp som seriekommunikation, avbrott, DMA, timers, analog/digital-omvandling, etc, behandlas och tillämpas under kursens många praktiska moment. Metoder för felsökning på såväl hård- som mjukvara, samt träning i att läsa, tolka och förstå teknisk dokumentation utgör viktiga inslag. Programvaruutveckling för minnes- och CPU-begränsade system behandlas, samt effektiv kodning och systemupplägg för minsta möjliga energiförbrukning.
Kursen är indelad i två moduler:
Modul 1: Inbyggda datorsystem, 8 hp. Behandlar grundläggande tekniker och metoder.
Modul 2: Design, utveckling och realisering av ett inbyggt datorsystem, 7 hp. Bedrivs i projektform där grundkunskaperna från Modul 1 tillämpas för att ta fram en prototyp för ett komplett inbyggt datorsystem.

Förväntade studieresultat

Efter genomgången kurs skall studenten kunna:
- utveckla hårdvarunära datorprogram i C för en aktuell microcontroller-familj,
- hitta och tolka relevant information i teknisk dokumentation för microcontrollers och andra komponenter,
- redogöra för hur en microcontroller kan kommunicera med andra enheter via analoga och digitala gränssnitt, inkluderande vanligt förekommande seriella gränssnitt såsom UART, SPI och I2C,
- redogöra för skillnader mellan pollad, avbrottstyrd och DMA-baserad hantering av systemhändelser,
- felsöka inbyggda datorsystem med hjälp av debugger och oscilloskop,
- konstruera och programmera microcontroller-baserade system som på ett effektivt sätt utnyttjar hårdvarans begränsade minnes- och CPU-resurser,
- tillämpa vanliga tekniker för att förbättra ett inbyggt systems energieffektivitet och drifttillförlitlighet,
- redogöra för skillnader mellan hårdvarunära programvaruutveckling med och utan hårdvaruabstraherande kodbibliotek,
- visa grundläggande kännedom om realtidsaspekter och realtids-OS,
- identifiera behovet av komponenter och verktyg för att konstruera ett inbyggt system med viss funktionalitet, samt planera och genomföra ett projekt fram till en fungerande prototyp,
- analysera en projektgrupps arbete och bidra till gruppens positiva utveckling.

Behörighetskrav

För tillträde till kursen krävs minst 7,5 hp datorteknik; 7,5 hp programmering i C; 7,5 hp datastrukturer och algoritmer; 7,5 hp systemprogrammering eller motsvarande kunskaper.

Undervisningens upplägg

Undervisningen bedrivs i form av lärarstyrda lektioner samt handledning i samband med laborationer, grupp- och projektarbeten. En stor del av kursen utgörs av studentens individuella arbete och arbete i mindre grupper.

Examination

Examination och betygssättning för kursmodul 1 grundar sig på två uppsättningar inledande laborationsuppgifter och två fördjupande laborationsuppgifter. På de inledande laborationsuppgifterna erhålls något av betygen Underkänd (U) eller Godkänd (G). På de fördjupande laborationsuppgifterna erhålls något av betygen Underkänd (U), Godkänd (G) eller Väl Godkänd (VG). På kursmodul 1 sätts något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5).
    * För betyget Godkänd (3) på modul 1 krävs godkänt betyg på samtliga laborationsuppgifter.
    * För betyget Icke utan beröm godkänd (4) på modul 1 krävs, utöver kraven för betyget Godkänd (3), betyget VG på en av de fördjupande laborationsuppgifterna.
    * För kursbetyget Med beröm godkänd (5) på kursmodul 1 krävs, utöver kraven för betyget Godkänd (3), betyget VG på båda de fördjupande laborationsuppgifterna.
Examination och betygssättning för kursmodul 2 grundar sig på hantering av projektdokument, förmåga att arbeta i grupp, tekniskt genomförande, skriftlig slutrapport, muntlig presentation. Kursmodul 2 bedöms med betyg Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5).
På kursen som helhet sätts något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5) baserat på betygen från modul 1 och modul 2. Momentbetyg 3/3, 3/4 eller 4/3 ger kursbetyg 3. Momentbetyg 4/4, 3/5 eller 5/3 ger kursbetyg 4. Momentbetyg 5/5 ger kursbetyg 5.
Studerande som godkänts vid ett prov/redovisning får inte undergå förnyat prov för att få ett högre betyg. För studerande som inte blivit godkända under kursen, erbjuds ytterligare examinationstillfällen under förutsättning att den studerande aktivt deltagit i gruppaktiviteterna under ordinarie kurs. En student som utan godkänt resultat har genomgått två prov för en kurs eller en del av en kurs, har rätt att få en annan examinator utsedd, om inte särskilda skäl talar emot det (HF 6 kap. 22 §). Begäran om ny examinator ställs till prefekten vid Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.

TILLGODORÄKNANDE
Tillgodoräknande prövas individuellt. I en examen får denna kurs ej ingå tillsammans med annan kurs med likartat innehåll. Vid osäkerhet bör den studerande rådfråga studievägledaren vid Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.

Övriga föreskrifter

Examinator kan besluta om avsteg från kursplanens examinationsform. Individuell anpassning av examinationsformen ska övervägas utifrån studentens behov. Examinationsformen anpassas inom ramen för kursplanens förväntade studieresultat. Student som har behov av en anpassad examination ska senast 10 dagar innan examinationen begära anpassning hos kursansvarig institution. Examinator beslutar om anpassad examination som sedan meddelas studenten.

 I det fall att kursplan upphör att gälla eller genomgår större förändringar, garanteras studenter minst tre provtillfällen (inklusive ordinarie provtillfälle) enligt föreskrifterna i den kursplan som studenten ursprungligen varit kursregistrerad på under en tid av maximalt två år från det att tidigare kursplan upphört att gälla.