Beágyazott és ambiens rendszerek

Embedded and Ambient Systems

A tantárgyleírás hatályossága

Hatályosság kezdete:

2026. March 21.

Hatályosság vége:

—

Tantárgy neve (magyarul, angolul)

Beágyazott és ambiens rendszerek

Embedded and Ambient Systems

Tantárgykód

BMEVIMIAC06

Tantárgyjelleg

—

Képzési szint

—

Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves)

Kurzustípus	elmélet	gyakorlat	laboratóriumi gyakorlat
óraszám (heti)	2	1	0
jelleg (kapcsolt/önálló)	—	kapcsolt	—

Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa

vizsga

Tantárgy kreditértéke

Tantárgyfelelős

Dr. Orosz György

beosztás: egyetemi docens

elérhetőség: orosz.gyorgy@vik.bme.hu

Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység

Mesterséges Intelligencia és Rendszertervezés Tanszék

Kar

Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Tantárgy weboldala

http://www.mit.bme.hu/oktatas/targyak/VIMIAC06/

Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege

—

Közvetlen előkövetelmények – Erős előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Gyenge előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Párhuzamos előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Mérföldkő előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Kizáró feltétel

nincs

Célkitűzés

Tantárgyprogram

Beágyazott rendszerek architektúrája, rendszerkomponensek, rendszertervezés során elvégzendő feladatok (1 hét)

Analóg jelkondicionálás vs. digitális korrekció: mi az, amit csak az analóg tartományban tudunk megoldani, mi az, ami döntés kérdése. Példák ugyanannak a feladatnak a HW és SW megoldására. (1 hét)

Beágyazott szoftver

integrált fejlesztő környezetek (IDE) képességei, egy konkrét fejlesztőkörnyezet megismerése és elsajátítása (1 hét)
szoftver architektúrák (ciklikus programszervezés, ütemezett függvények; operációs rendszernek az alapelve)
mintakódok C-ben, strukturált programozás
robusztus programozás:

watchdog használata,
IT kiszolgáló rutinok fordítók által felkínált szokásos alapállapotai, ezek következményei, (1 hét)
programozás vegyes adattípusokkal,
C könyvtári függvények viselkedése beágyazott környezetben
kódolási konvenciók
memória menedzsment, megosztott változók problémája (1 hét)

hibakeresés:

belső állapotok kijelzése perifériákon
soros porti üzenetek
debug port, trace használata
futási idő mérése
standard IO beágyazott rendszerekben (1 hét)

hordozható kód, virtualizáció formái
DSP architektúrája és DSP specifikus szoftver

független címaritmetika, HW támogatott ciklusszervezés, bit reverse címzés
fentiek alkalmazása a szoftverben (1 hét)

Alkalmazási minták adatfeldolgozásban

zavarszűrés szoftver megoldásai:

átlagolás: hagyományos, felejtő, rekurzív; érzékenység számábrázolásra. (1 hét)
FIR / IIR szűrés és hatékony implementálása uC-en, DSP-n. (1 hét)

lényegkiemelés SW-ben.
nemlinearitás kezelése (lookup table, azon belül lineáris és polinomiális interpoláció).
könyvtári rutinok alkalmazása, mellékhatásai. (1 hét)

Szoftver definiált hardver

FPGA, mint konfigurálható és újrakonfigurálható architektúra: FPGA felépítése (1 hét)
HDL nyelv, Verilog (1 hét)
LUT alapú logikai blokk, ennek felhasználása (logikai függvények, többváltozós logikai függvények, összeadó, szorzó, RAM, shiftregiszter)
I/O blokkok használata (1 hét)

Esettanulmány (opcionális, ha oktatási szünet miatt nem marad el) (1 hét)

Számítógépes gyakorlatok (minden második héten):

SW toolchain, program elindulásának folyamata,
IT kiszolgálás, perifériák kezelése, SW architektúrák,
megosztott változók, hibakeresés, futási idő mérése,
SW architektúra mérésadatgyűjtő rendszerre,
adatfeldolgozási minták a gyakorlatban,
FPGA fejlesztőkörnyezet használata, egyszerű példaprojektek.

A tantárgy a beágyazott rendszer alkalmazások tervezésére készít fel. Ennek érdekében bemutatja a beágyazott rendszerek felépítését, a környezetből származó információ feldolgozásának lehetőségeit, a leggyakrabban előforduló adatfeldolgozási és vezérlési feladatokat, valamint mindezek tipikus szoftver implementációit mikrokontrollerek, jelfeldolgozó processzorok (DSP) és programozható/újrakonfigurálható hardverek (FPGA) esetében. A tárgy hallgatói számítógépes gyakorlatok keretében részletesen megismerik a beágyazott rendszerekben elterjedten használt szoftvertervezési mintákat, és gyakorolják az alkalmazásfejlesztést. A tantárgy követelményeit eredményesen teljesítő hallgatók készségszintű ismeretekkel fognak rendelkezni a beágyazott- és hardverközeli szoftverfejlesztés területén, és gyakorlati tapasztalatot szereznek programozható és újrakonfigurálható hardver eszközök használata terén.

Tanulmányi eredmények

Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:

Tudás

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Képességek

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Attitűd

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Autonómia és felelősség

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Oktatási módszertan

Előadás és számítógépes gyakorlat.

Tanulástámogató anyagok

Online források

Daniel W.; Lewis, Fundamentals of Embedded Software, Prentice Hall 2001.; Robert; Oshana, „DSP for Embedded and Real-time Systems", Elsevier, 2012; Elektronikus segédanyag a tárgy; honlapján.

A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek

Tudás típusú kompetenciák

(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)

---

Képesség típusú kompetenciák

(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)

nincs

Ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák

(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)

---

Általános szabályok

Követelmények: a. A szorgalmi időszakban: egy zárthelyi, egy otthoni feladat. b. A vizsgaidőszakban: írásbeli vizsga. c. Elővizsga: nincs. Az aláírás feltétele mind az otthoni feladat, mind a zárthelyi sikeres teljesítése. A házi feladat megoldásához a hallgatók számára mérföldköveket jelölünk ki, amelyek elősegítik a feladat határidőre történő egyenletes terheléssel való teljesítését. Pótlási lehetőségek: Zárthelyi a szorgalmi időszakban egy alkalommal pótolható. Otthoni feladat a pótlások hetének végéig különeljárási díj befizetése mellett pótolható. Otthoni feladat vizsgaidőszakban nem pótolható,zárthelyivel nem helyettesíthető.

Teljesítményértékelési módszerek

Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya

Nincs megadva részarány.

Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Vizsgarészek részaránya

Nincs megadva részarány.

Érdemjegy megállapítása

Nincs megadva érdemjegy határ.

Jelenléti és részvételi követelmények

Nincs megadva jelenléti követelmény.

Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai

Nincs megadva.

Rövid leírás

Nincs megadva.

Részletes leírás

IMSc program: Az IMSc programban résztvevő hallgatók számára lehetőséget kínálunk komplex házi feladatok megoldására, amely segítségével egy-egy szakterületen jobban elmélyíthetik tudásukat, és gyakorlati tapasztalatokat is szerezhetnek. IMSc pontok: IMSc pontot emelt szintű otthoni feladat és plusz vizsgafeladat elvégzésével lehet szerezni. Max. 20 pont szerezhető az otthoni feladat IMSc plusz feladatával, amennyiben az otthoni feladat alap részét sikeresen és jeles szinten elvégezte a hallgató. Részpontszámot is adunk a kijelölt konzulens értékelése alapján. Az IMSc pontok megszerzése a programban nem résztvevő hallgatók számára is biztosított.

Ajánlott tantárgyak

---

A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka

Nincs megadva munkaidő bontás.

Tantárgykövetelmények hatályossága

Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete:

—

Tantárgykövetelmények hatályosságának vége:

—

Tantervi elhelyezés

Nincsenek rögzített tantervi elhelyezések ehhez a tárgyverzióhoz.