Kozi ya Embedded Systems

Somo 1 • Muhtasari wa Mnyororo wa Zana za Uendelezaji

Inatanguliza viambaza-tarakimu mtambuka, viunganishi, vikosi-makosa, na waprogramu wa kumweka flash. Wanafunzi husanidi mnyororo wa zana za msingi ili kujenga na kuendesha programu yao ya kwanza.

Somo 2 • Vipengee Msingi vya Maunzi

Inakagua mikrokontrolaa, vichakataji, aina za kumbukumbu, na viambajengo. Inatoa msamiati wa maunzi unaohitajika kwa sura zote zinazofuata.

Somo 3 • Vikwazo na Maafadhili ya Mfumo Uliopachikwa

Inachambua vikwazo vya nguvu, kumbukumbu, muda wa kuchelewa dhidi ya gharama vinavyounda maamuzi ya muundo. Inaweka msingi wa maafadhili ya uhandisi yanayorejelewa katika kozi nzima.

Somo 4 • Kufafanua Mifumo Iliyopachikwa

Inalinganisha mifumo iliyopachikwa na kompyuta za mezani kwa kutumia mifano halisi. Inaanzisha sura kwa kuweka wigo na falsafa ya muundo.

Somo 1 • Mashine za Hali na Udhibiti wa Mtiririko

Inatekeleza mashine za hali zenye kikomo kwa kutumia enum na taarifa za swichi kwa firmware inayotokana na matukio. Inatoa mbadala unaoweza kukua badala ya masharti yaliyowekwa ndani.

Somo 2 • Vivumishi Volatile, Const, na Restrict

Inaeleza mwingiliano wa vyombo vya kuboresha vikalimani na vigeu vilivyowekwa kwenye ramani za maunzi. Wanafunzi hutumia vivumishi kwa usahihi ili kuzuia hitilafu za ushirikiano na uboreshaji.

Somo 3 • Vielekezi na Usimamizi wa Kumbukumbu

Inashughulikia hesabu za vielekezi, vielekezi vya vitendakazi, na mikakati ya ugawaji wa kumbukumbu tuli. Inaepuka mitego ya ugawaji wa kumbukumbu unaobadilika katika firmware muhimu kwa usalama.

Somo 4 • Aina za Upana Usiobadilika na Uendeshaji wa Biti

Hutumia aina za stdint.h na viendeshaji bitwise kuandika msimbo unaoweza kubebeka wa kiwango cha rejista. Inaondoa utata wa ukubwa wa aina unaojulikana katika hitilafu za mifumo iliyopachikwa.

Somo 1 • Makatizo na Ushughulikiaji wa Vighairi

Inashughulikia vekta za makatizo, viwango vya kipaumbele, na kanuni za usanifu za ISR. Wanafunzi hubadilisha vitanzi vya kuuliza na I/O inayoendeshwa na makatizo kwa ufanisi.

Somo 2 • Misingi ya Usanifu wa CPU

Inashughulikia hatua za mstari wa kupitisha data, seti za maagizo, na faili za rejista za nyuzi za kawaida zilizopachikwa. Inaunganisha ujuzi wa usanifu na uandishi wa msimbo mzuri wa kiwango cha chini.

Somo 3 • Usanifu na Uchoraji Ramani wa Kumbukumbu

Inaeleza I/O iliyochorwa kwenye ramani ya kumbukumbu, nafasi za anwani, na ugawaji wa mrundikano dhidi ya chungu. Inawatayarisha wanafunzi kusoma karatasi za data na kuandika msimbo sahihi wa ufikiaji wa viambajengo.

Somo 4 • Violesura vya Analogi: ADC na DAC

Inaeleza sampuli za ADC, azimio, volti za marejeleo, na matokeo ya DAC. Wanafunzi husoma volti za sensa na kuzalisha ishara za analogi chini ya udhibiti wa programu.

Somo 5 • GPIO na Udhibiti wa I/O ya Dijiti

Inafundisha usanidi wa kiwango cha rejista cha GPIO kwa pembejeo, matokeo, na vitendakazi mbadala. Wanafunzi hutekeleza mazoezi ya udhibiti wa LED na kukataa mibonyezo.

Somo 1 • Mawasiliano ya Mfululizo ya UART

Inasanidi kasi ya baudi, uundaji wa fremu, na udhibiti wa mtiririko kwa viungo vya UART. Wanafunzi hutekeleza kiolesura cha mstari wa amri kupitia terminal ya mfululizo.

Somo 2 • Uteuzi na Utatuzi wa Itifaki

Inaongoza uteuzi wa itifaki kulingana na kasi, umbali, idadi ya vifundo, na gharama. Wanafunzi hutumia vichanganuzi vya mantiki na oskiloskopi kufafanua na kutatua trafiki ya basi.

Somo 3 • Misingi ya Basi la CAN

Inatanguliza muundo wa fremu ya CAN, usuluhishi, ugunduzi wa makosa, na topolojia ya basi. Inawatayarisha wanafunzi kwa kazi za itifaki za magari na viwanda.

Somo 4 • Itifaki ya Basi la I2C

Inaeleza uwekaji anwani wa I2C, ACK/NACK, kunyoosha saa, na usuluhishi wa mabwana wengi. Wanafunzi husoma data ya sensa kutoka vifaa vya I2C kwa kutumia ramani za rejista.

Somo 1 • Uundaji na Usimamizi wa Kazi

Huunda, kusimamisha, kuendeleza, na kufuta kazi kwa kutumia API za RTOS. Wanafunzi hujenga programu ya kazi nyingi yenye kazi huru za sensa na skrini.

Somo 2 • Dhana za RTOS na Kuratibu

Inafafanua kazi, viratibu, kutanguliza, na kubadilisha muktadha. Inalinganisha muundo unaotegemea RTOS na mbinu za chuma uchi za kitanzi kikuu.

Somo 3 • Vipima Saa vya RTOS na Usimamizi wa Nguvu

Inasanidi vipima saa vya programu na hali za kutokufanya kazi (tickless) ili kupunguza matumizi ya nguvu. Inaunganisha muda wa RTOS na hali za maunzi za nguvu ndogo.

Somo 4 • Mawasiliano Kati ya Kazi

Hutumia foleni, sanduku za barua, na bendera za matukio kupitisha data kati ya kazi kwa usalama. Inaondoa ushirikishwaji wa vigeu vya kimataifa vinavyosababisha hali za kukimbiana.

Somo 1 • Uboreshaji wa Nguvu wa Viambajengo

Huwezesha na kuzima viambajengo inapohitajika ili kuondoa mkondo wa utendakazi tupu. Inatumia mzunguko wa kazi kwa sensa, redio, na skrini.

Somo 2 • Hali za Usingizi na Nguvu Ndogo

Inasanidi hali za usingizi, usingizi mzito, na hali ya kusubiri kwa vyanzo sahihi vya kuamka. Wanafunzi hupima akiba ya nguvu katika kila mpito wa hali.

Somo 3 • Upandaji wa Saa na Volti

Inapunguza nguvu inayotumika kwa kupunguza mzunguko wa CPU na volti ya usambazaji kwa njia inayobadilika. Wanafunzi hutekeleza sera za DVFS zinazohusiana na mahitaji ya mzigo wa kazi.

Somo 4 • Misingi ya Matumizi ya Nguvu

Inachambua vipengele vya nguvu inayobadilika, tuli, na ya viambajengo. Inaanzisha msingi wa kipimo kabla ya uboreshaji kuanza.

Somo 1 • Mandhari ya Vitisho kwa Mifumo Iliyopachikwa

Inaorodhesha vekta za mashambulizi ya kimwili, firmware, na mtandao zinazolenga vifaa vilivyopachikwa. Inachochea uwekezaji wa usalama kwa kutumia tafiti za matukio halisi ya uvunjaji.

Somo 2 • Njia za Mawasiliano Salama

Inasanidi TLS na DTLS kwenye mkusanyiko uliopachikwa kwa viungo vilivyothibitishwa na vilivyosimbwa. Inasimamia vyeti na funguo za kikao ndani ya vikwazo vya kumbukumbu.

Somo 3 • Upakiaji Salama na Uadilifu wa Firmware

Inatekeleza mnyororo wa uaminifu kutoka kwa kipakiaji cha ROM hadi firmware ya programu. Wanafunzi hutia sahihi picha za firmware na kuthibitisha sahihi wakati wa upakiaji.

Somo 4 • Sasisho Salama la Firmware (OTA)

Inabuni mstari wa usambazaji wa sasisho la hewani (OTA) usioshindwa na ulinzi wa kurejesha toleo la awali. Wanafunzi hutekeleza mpango wa sasisho la flash ya benki mbili kwa ukaguzi wa sahihi.

Somo 1 • Mbinu na Zana za Utatuzi

Hutumia vikosi-makosa vya JTAG/SWD, bafa za kufuatilia, na uwekaji kumbukumbu kwa mtindo wa printf kutenga hitilafu. Inajenga ujuzi wa utaratibu wa kutafuta hitilafu unaotumika kwenye jukwaa lolote lililopachikwa.

Somo 2 • Mikakati ya Uwekaji Matumizini na Sasisho la Shambani

Inapanga uwekaji flash wa uzalishaji, utambuzi wa shambani, na usambazaji wa sasisho la OTA kwa vifaa vilivyowekwa matumizini. Inashughulikia ufuatiliaji wa kundi na matoleo kwa kiwango kikubwa.

Somo 3 • Uchambuzi Tuli na Ubora wa Msimbo

Huendesha vichanganuzi tuli na kutekeleza viwango vya usimbaji ili kuzuia kasoro kabla ya wakati wa utekelezaji. Inaunganisha lango za ubora kwenye mfereji wa kujenga.

Somo 4 • Upimaji wa Maunzi Katika Mzunguko (HIL)

Inaunganisha maunzi halisi kwa hati za majaribio otomatiki ili kuthibitisha muda na tabia ya viambajengo. Inakamata hitilafu za ushirikiano ambazo upimaji wa vitengo hauwezi kugundua.