Kozi ya Uhandisi wa Embedded

Somo 1 • Mfumo Iliyopachikwa ni Nini

Hufafanua mifumo iliyopachikwa kwa kuilinganisha na kompyuta za matumizi ya jumla. Inatia nanga sura kwa kuweka vikwazo vya muundo vinavyosukuma mada zote zinazofuata.

Somo 2 • Uteuzi wa Mikrokontena dhidi ya Mikroprosesa

Hulinganisha biashara za MCU na MPU katika gharama, nguvu, na ujumuishaji. Huwawezesha wanafunzi kuhalalisha chaguo la jukwaa katika mapitio ya muundo.

Somo 3 • Muhtasari wa Usanifu wa Mfumo Iliyopachikwa

Huramisha vitanzi vikuu vya maunzi vinavyopatikana katika malengo yaliyopachikwa. Hutoa mfano wa akili wa kimuundo unaotumika kwenye kozi nzima.

Somo 4 • Misingi ya Msururu wa Zana za Ukuzaji

Inatanguliza zana za kompila, kiunganishi, kikagua hitilafu, na programu inayotumika kila siku. Huunganisha ujuzi wa zana na kazi ya maabara yenye tija katika sura zinazofuata.

Somo 1 • Umewekaji wa Pembejeo/Pato kwenye Kumbukumbu na Ufikiaji wa Rejesta

Inaeleza jinsi rejesta za pembedoni zinavyoonekana katika nafasi ya anwani. Hutoa muundo wa ufikiaji unaotumika katika kila zoezi la kiendeshi linalofuata.

Somo 2 • Vipima Muda na Uzalishaji wa PWM

Inafundisha aina za modi za vipima muda, vitengo vya kukamata-kulinganisha, na matokeo ya PWM. Vipima muda ni msingi wa udhibiti wa motor, jenereta ya ishara, na kipimo cha muda.

Somo 3 • Usanidi na Udhibiti wa GPIO

Inashughulikia mwelekeo wa pini, uendeshaji wa matokeo, resistia za kuvuta, na kazi mbadala. GPIO ndiyo lango la kuingilia kwa mwingiliano wote wa maunzi halisi.

Somo 4 • Violesura vya Analogi: ADC na DAC

Husanidi vibadilishaji analogi-hadi-dijiti na dijiti-hadi-analogi kwa upataji wa ishara. Kiolesura cha analogi ni muhimu kwa matumizi yanayotumia sensa yaliyopachikwa.

Somo 1 • Usanifu wa Kidhibiti cha Visumbufu

Inaeleza kidhibiti cha visumbufu vilivyowekwa kiota na mpangilio wa jedwali la vekta. Msingi huu unahitajika kabla ya ISR yoyote kuweza kuandikwa kwa usalama.

Somo 2 • Mifumo ya Mawasiliano Inayoendeshwa na Visumbufu

Hutekeleza vidhibiti vya mviringo na mashine za hali ndani ya ISR kwa data ya msururu. Inaonyesha mifumo ya ubora wa kiwango cha uzalishaji inayotumika katika programu za kibiashara.

Somo 3 • Kutatua Masuala Yanayohusiana na Visumbufu

Hutambua na kutatua ubadilishaji wa kipaumbele, visumbufu vilivyokosekana, na kufurika kwa mrundikano. Ujuzi wa utatuzi hufunga pengo kati ya nadharia na tabia ya kuaminika ya maunzi.

Somo 4 • Vyanzo vya Visumbufu vya Nje na Pembedoni

Husanidi njia za nje zinazoanzishwa kwa ukingo na visumbufu vinavyotokana na pembedoni. Huunganisha nadharia ya visumbufu na matukio halisi ya sensa na mawasiliano.

Somo 1 • Mifumo ya Muundo wa Programu

Inatumia mifumo ya mwangalizi, amri, na mkakati iliyorekebishwa kwa malengo yenye vikwazo vya rasilimali. Mifumo hupunguza uhusiano na kuboresha uwezo wa kudumishwa kwa muda mrefu.

Somo 2 • Mifumo ya Kipanga Ratiba na Super-Loop

Inalinganisha super-loop shirikishi, vipande vya muda, na vipanga ratiba vinavyoendeshwa na matukio. Kuchagua kipanga ratiba sahihi huamua uwezo wa mfumo wa kuitikia na ugumu wake.

Somo 3 • Usanifu wa Programu ya Matabaka

Inatanguliza matabaka ya uondoaji wa maunzi, kiendeshi, na matumizi. Utabakaji hutenga utegemezi wa maunzi na kuwezesha upimaji wa vitengo wa mantiki ya biashara.

Somo 4 • Muundo wa Mashine ya Hali yenye Kikomo

Huiga tabia ya mfumo kama hali, matukio, na mabadiliko kwa kutumia mifumo ya FSM. FSM ndio zana kuu ya kusimamia mtiririko changamano wa udhibiti katika programu.

Somo 1 • Mawasiliano kati ya Kazi

Hutumia foleni, makasuku, na vidhibiti vya mteremko kupitisha data kati ya kazi kwa usalama. Mifumo sahihi ya mawasiliano huondoa uharibifu wa data katika programu sambamba.

Somo 2 • Uchambuzi wa Kumbukumbu na Muda wa RTOS

Hupima matumizi ya CPU ya kazi, alama za juu za maji za mrundikano, na mgawanyiko wa rundo. Uchambuzi wa wakati wa utekelezaji huhakikisha kuwa bajeti za muda na kumbukumbu zinafikiwa.

Somo 3 • Dhana za RTOS na Mambo ya Ndani ya Kiini

Anaeleza algoriti za upangaji, ubadilishaji wa muktadha, na visumbufu vya tikiti. Kuelewa mambo ya ndani ya kiini huzuia matumizi mabaya ya API za RTOS.

Somo 4 • Viambajengo vya Ulandanishi

Inatumia mutexes, semaphores, na vikundi vya matukio kuratibu utekelezaji wa kazi. Ulandanishi sahihi huzuia mashindano ya mbio na vifo vya kufungia.

Somo 1 • Misingi na Utekelezaji wa Basi la CAN

Inashughulikia muundo wa fremu za CAN, upatanishi, na kufungwa kwa hitilafu. CAN ndiyo itifaki inayotawala katika mifumo ya magari na viwanda iliyopachikwa.

Somo 2 • Mbinu za Utatuzi wa Mrundikano wa Itifaki

Hutumia vichanganuzi vya itifaki na visimbuaji programu kutenga hitilafu za mawasiliano. Utatuzi wa kimfumo hupunguza muda wa ujumuishaji kwenye mifumo ya nodi nyingi.

Somo 3 • Modbus na Itifaki za Msururu za Viwandani

Hutekeleza Modbus RTU na ASCII kupitia UART kwa mitandao ya sensa na viendeshaji. Itifaki za viwandani ni ujuzi unaohitajika kwa majukumu ya otomatiki kiwandani.

Somo 4 • Misingi ya Kifaa cha USB

Inaeleza uorodheshaji wa USB, vifafanuzi, na darasa la CDC kwa bandari za pepe za mfululizo. Ujuzi wa kifaa cha USB huwezesha ukuzaji wa bidhaa zilizopachikwa zinazounganishwa na kompyuta.

Somo 1 • Uchambuzi na Uthibitishaji wa Bajeti ya Nguvu

Huunda bajeti ya nguvu ya kiwango cha mfumo na kuithibitisha dhidi ya data iliyopimwa. Uthibitishaji wa bajeti huhakikisha kuwa malengo ya muundo yanafikiwa kabla ya kutolewa kwa bidhaa.

Somo 2 • Kufunga Saa na Udhibiti wa Nguvu wa Pembedoni

Huzima saa za pembedoni na vikoa vya nguvu visivyotumika wakati wa utekelezaji. Kufunga saa huondoa nguvu ya pembedoni iliyotulia bila kuathiri utendaji unaofanya kazi.

Somo 3 • Mzunguko wa Kazi wa Sensa na Redio

Huratibu sampuli za sensa na uwasilishaji wa redio ili kupunguza muda wa kazi. Mzunguko wa kazi huongeza maisha ya betri kwa mipangilio ya ukubwa katika nodi za IoT.

Somo 4 • Misingi ya Matumizi ya Nguvu

Hubainisha nguvu ya nguvu, tuli, na uvujaji katika saketi za MCU na pembedoni. Uigaji sahihi wa nguvu ndio sharti la awali kwa juhudi yoyote ya uboreshaji.

Somo 1 • Upimaji wa Kitanzi-Nje ya Maunzi

Huendesha programu kwenye maunzi halisi huku ikichochea pembejeo kwa njia ya programu. Upimaji wa HIL huthibitisha muda na tabia ya pembedoni ambayo viigaji haviwezi kuiga.

Somo 2 • Uwekaji wa Hitilafu na Upimaji wa Uimara

Huleta kwa makusudi hitilafu za nguvu, data iliyoharibika, na hitilafu za basi ili kujaribu uokoaji. Upimaji wa uimara hufichua njia za kushindwa kabla ya kupelekwa uwanjani.

Somo 3 • Uchambuzi Tuli na Ubora wa Msimbo

Huendesha vichanganuzi tuli na kutekeleza viwango vya usimbaji ili kuondoa tabia isiyofafanuliwa. Zana za ubora wa msimbo hukamilisha upimaji wa nguvu kwa programu muhimu za usalama.

Somo 4 • Uchambuzi wa Kuegemea na Njia za Kushindwa

Inatumia FMEA kutambua na kupunguza njia za kushindwa za programu kwa utaratibu. Uchambuzi wa kuegemea unahitajika kwa bidhaa zinazotakiwa kuthibitishwa usalama.