Detail předmětu
Systémy reálného času a LabVIEW
FSI-RSD Ak. rok: 2022/2023 Zimní semestr
Náplň předmětu je zaměřena na doplnění teoretických i praktický znalostí studentů v oblasti real-time aplikací, jejich programování a využití například v oblastech řízení a HIL/PHIL simulací. Předmět se také zabývá využitím FPGA prostředků v real-time aplikacích. Hlavním pracovním nástrojem je prostředí NI Labview se zaměřením na pokročilejší vlastnosti a funkce. Teoretické poznatky přednesené v rámci přednášek jsou v laboratorním cvičení demonstrovány na konkrétních příkladech zpracovaných pro HW NI MyRIO, popřípadě SbRIO.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
7
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Studenti získají nebo prohloubí své znalosti v oblasti práce a programování Real –Time aplikací s využitím FPGA technologie založené na bázi programového prostředí NI LabView, který je dnes průmyslovým standardem v řadě technických odvětví. Absolvent kursu bude schopen definovat strukturu řídícího programu a pracovat s potřebným hardwarovým vybavením nezbytným pro RT aplikace.
Prerekvizity
Základy programování a algoritmizace problému.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí přednášené problematiky.
Způsob a kritéria hodnocení
Předmět je hodnocen na základě aktivní účasti na cvičení, zápočtového testu a zpracování zadaného týmového projektu s vymezení podílu studenta na řešení projektu.
Učební cíle
Cílem předmětu je seznámení posluchačů s programováním systémů reálného času a FPGA systémů s využitím prostředků programového prostředí NI LabView.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Účast je povinná. Neomluvená absence je důvodem k neudělení zápočtu. Jednorázová neúčast může být nahrazena cvičením s jinou skupinou ve stejném týdnu nebo vypracováním náhradní úlohy. Delší nepřítomnot se nahrazuje zvláštním zadáním podle pokynů cvičícího.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program N-MET-P: Mechatronika, magisterský navazující, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Úvod do problematiky systémů reálného času, jejich využití v mechatronice
2. Úvod do programování v prostředí NI LabView
3. Systémy reálného času – RTOS, hardwarové požadavky, vymezení základních pojmů
4. Využití systému Labview v systémech reálného času I
5. Využití systému Labview v systémech reálného času II
6. Úvod do technologie FPGA
7. Nástroje pro generování kódu pro FPGA – VHDL / FPGA toolbox v Labview
8. Implementace FPGA kódu do NI LabView– základní konstrukce funkčního kódu
9. Práce s FPGA – pokročilé techniky tvorby funkčního kódu (SCTL, Pipelineing)
10. Využití Labview pro vývoj embeded zařízení
11. Prostředky pro tvorbu HIL a PHIL simulátorů – požadavky na hardwarové a softwarové vybavení
12. Periferie mikrokontrolerů a jejich využití v embeded aplikacích
13. Definice zadání týmových studentských projektů, stanovení cílů řešení a způsobů hodnocení
Laboratorní cvičení
26 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Koresponduje s obsahem přednášek. Cílem cvičení je studenty seznámit s praktickou částí předmětu především prostřednictvím systému NI LabView a praktické poznatky aplikovat do řešení samostatných týmových projektů. Tematicky lze cvičení rozdělit na bloky:
Základy programování v Labview, sjednocení znalostí.
Základy programování v Labview, událostmi řízené programování.
Programování projektů v Labview, sdílení dat mezi platformami
Využití LabView pro simulace (konverze modelů mezi Matlab/Simulink a Labview)
Základy a specifika programování Real – Time aplikací, řešení priorit a definice proměnných
Základy a specifika programování FPGA aplikací. Fix – point aritmetika.
FPGA Single cycle time loop, předávání dat mezi FPGA a real time aplikací
FPGA Pipelining
Definice projektových zadání, tvorba řešitelských týmů a definice kompetencí v rámci týmu