Beágyazott és ambiens rendszerek

Bevezetés. A beágyazott rendszerek felépítése, fő jellemzői, alkalmazási területei. Főbb követelmények a beágyazott rendszerekkel szemben. Az ambiens rendszerek sajátosságai. (0,5 hét)

A konkrét alkalmazás bemutatása: egy több érzékelővel (mikrofonok) és beavatkozó szervvel (hangszórókkal) megvalósított aktív zajcsökkentő rendszer, amely vezeték nélkül kommunikáló, elosztott érzékelő és jelfeldolgozó hálózatra alapozott, több-bemenetű és több-kimenetű szabályzóként működik. (1 hét)

A konkrét alkalmazás funkcionális részegységeihez kapcsolódó témakörök:

• A megvalósításhoz felhasznált gyors prototípusfejlesztő platform (mitmót) és fejlesztői környezet bemutatása. (1 hét)
• Az aktív zajcsökkentő rendszer követelményanalízise és specifikációja. A befogadó zajos környezet modellezése. Az alkalmazott érzékelők és beavatkozók jellemzése. (1 hét)
• Jelfeldolgozás, kommunikáció és szinkronizáció a vizsgált architektúrában. A zajcsökkentés minőségi jellemzői. (1 hét)

A funkcionális részegységekhez kapcsolódó általánosabb témakörök:

• Jelátalakítók (A/D és D/A) és jelkondicionálók típusai és méréstechnikai jellemzése. (Flash, szukcesszív approximációs, subranging, pipelined subranging, bit-per-stage, Sigma-Delta ADC-k. String, létrahálós, szegmentált és Sigma-Delta DAC-k. ADC-k és DAC-k jellemzése, statikus és dinamikus hibák, kódváltási tranziens.) (2 hét)
• A digitális jelfeldolgozás speciális kérdései: multirate jelfeldolgozás (decimálás, interpolálás). Időzítési problémák: nem egyenletes vagy nem szinkron mintavételezés, órák különfutásának hatása a frekvenciamérésre, a jitter hatása az FFT-re, óraszinkronizáció. Digitális jelszintézis (DDS rendszerek) és analízis. (2 hét)
• Feldolgozó eszközök: jelfeldolgozás célú programozható eszközök. (Az Atmel AVR ATmega128-as mikrokontroller és az Analog Devices SHARC DSP részletesebb bemutatása. A DSP-k sajátosságai. Mik teszik alkalmassá jelfeldolgozási feladatok ellátására?) Az architektúra választás szempontjai, processzor típusok, tipikus perifériák. (1,5 hét)
• Tápellátás: elemes és akkumulátoros táplálás, tápfeszültség szűrés, túlfeszültség- és tranziensvédelem. Környezet és energiatudatos tervezés. (0,5 hét)
• Kommunikáció beágyazott rendszerekben: érzékelők és beavatkozók rendszerbe illesztése, részegységek kommunikációja, rendszerkomponensek vezetékes és vezeték nélküli kommunikációja. Szabványos megoldások. Integrált intelligens szenzorok. (1,5 hét)
• Rendszertervezési alapok: beágyazott és ambiens rendszerek követelményanalízise, specifikációkészítés, rendszerintegráció. Fejlesztői környezetek és eszközök, tesztelés, monitorozás és diagnosztika. (1 hét)