OBIETTIVI FORMATIVI

Alla fine del corso lo studente sarà in grado di: Effettuare una stima dei principali requisiti per un’applicazione embedde in termine di risorse (memoria, I/O, velocità dei canali di comunicazione, potenza di calcolo). Identificare le periferiche più utili per una specifica applicazione e programmarne il funzionamento. Progettare, sviluppare e testare codice ad eventi ed applicazioni real-time per microcontrollori. Compilare, ed effettuare il download ed il debug di programmi per microcontrollori.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Al termine del modulo lo studente dovrà:

• Conoscere che cos'è un sistema embedded, quali siano le principali architetture di tali sistemi ed le loro principali applicazioni
• Saper programmare un sistema basato su microcontrollore
  • Saper utilizzare i tool di sviluppo per la compilazione e download del codice 
  • Conoscere, configurare e programmare le principali periferiche (I/O digitali, timers, ADC, PWM, SPI, UART)
• Avere conoscenze di base sulla progettazione dei sistemi embedded
  • Identificare i requisiti per l'applicazione in termini di risorse (memoria, I/O, velocità dei canali di comunicazione, potenza di calcolo)
  • Identificare le periferiche necessarie

MODALITA' DIDATTICHE

Il modulo è suddiviso in lezioni teoriche (introduzione alle architetture) e attività di laboratorio (programmazione dei sistemi embedded con l'utilizzo di una scheda di sviluppo fornita).

Ciascuna lezione di laboratorio è suddivisa in circa un'ora di introduzione al dispositivo/periferica, e tre ore di esercitazione sulle schede di sviluppo. Gli studenti sono divisi in circa 8/10 gruppi (da 3/4 persone).

PROGRAMMA/CONTENUTO

Il programma del modulo è cosi strutturato:

• Che cos'è un sistema embedded e quali sono le sue principali caratteristiche
• Introduzione all'hardware di base per la realizzazione di un sistema embedded
  • Che cos'è un PCB e che cos'è un integrato
  • Porte logiche e circuiti combinatori
  • Latch e Flip flop e circuiti sequenziali
• Architetture dei sistemi embedded
  • Architettura base di un PC
    • Che cos'è un BUS, una memoria, la CPU e la control unit, i registri e l'ALU
  • Architetture dei sistemi embedded
    • ASIC e ASSP
    • PLD, CPLD e FPGA
    • Microcontrollori e DSP
    • Differenze architetturali tra il mondo dei PC e dei sistemi embedded
• Strumenti di sviluppo dedicati per i sistemi embedded.
• Programmazione di sistemi embedded 
  • gestione delle periferiche:
    • I/O digitali
    • Configurazione dell'oscillatore e utilizzo dei timer
    • Acquisizione sensori tramite conversione analogico digitale (ADC)
    • Controllo motori tramite periferica PWM
  • Comunicazione con altri dispositivi.
    • utilizzo del bus SPI per comunicazione con un altro microcontrollore
    • utilizzo della seriale UART per comunicazione con un PC
  • Interrupt e programmazione ad eventi.  

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Tutte le slides utilizzate durante  le lezioni e altro materiale didattico saranno disponibili su aulaweb. In generale, gli appunti presi durante le lezioni e il materiale su aulaweb sono sufficienti per la preparazione dell'esame.

I seguenti testi possono essere utilizzati per approfondimenti sulla materia:

• Q. Li, C. Yao, Real-Time Concepts for Embedded Systems, CMP Books, 2003. (ISBN:1578201241).
• D. E. Simon, An Embedded Software Primer, Addison-Wesley Professional, 1999. (ISBN: 020161569X).