Beágyazott rendszerek

Embedded Systems

A tantárgyleírás hatályossága

Hatályosság kezdete:

2026. March 21.

Hatályosság vége:

—

Tantárgy neve (magyarul, angolul)

Beágyazott rendszerek

Embedded Systems

Tantárgykód

BMEVIMIM025

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

félévközi érdemjegy

Tantárgy kreditértéke

Tantárgyfelelős

Dr. Dülk Ivor

elérhetőség: divor@mit.bme.hu

Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység

Mesterséges Intelligencia és Rendszertervezés Tanszék

Kar

Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Tantárgy weboldala

—

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 felépítése

1. hét: Főbb jellemzők, alkalmazási területek. Követelmények a beágyazott rendszerekkel szemben. A beágyazott rendszerek tipikus szintjei, az egyes szintek jellegzetes hardver és szoftver architektúrái.

Érzékelők

2. hét: Szenzortechnika. Tipikus érzékelők működési elvének és jelkondicionálásának bemutatása.

3. hét: Hídkapcsolások és rezisztív érzékelők. Elmozdulás, elfordulás, erő, nyomás, mérése.

4. hét: Hőmérséklet, áramlás, fényintenzitás és folyadékszint mérésére használható szenzorok és jelkondicionáló eszközök. Integrált kivitelű érzékelő, jelkondicionáló és távadó eszközök.

Jelfeldolgozó egységek és mikrovezérlők

5. hét: Általános célú processzorok, mikrokontrollerek, tipikus periféria készlete.

6. hét: Jelfeldolgozó processzorok (DSP) felépítése, számítási kapacitás növelése.

7. hét: Szoftveres megoldások és párhuzamos programozás beágyazott rendszerekben.

Digitális jelfeldolgozás

8. hét: Mintavételezés és kvantálás, Fourier transzformáció, spektrum.

9. hét: Mintavételi tételek, diszkrét Fourier transzformáció. Spektrális szivárgás és léckerítés hatás, ablakozás.

10. hét: Digitális szűrök, decimálás, interpolálás.

Korszerű jelátalakítók

11. hét: A/D átalakítók (Flash, szukcesszív approximációs, Dual slope, subranging, pipelined-subranging, Bit-per-stage, Sigma-Delta). AD átalakítók jellemzése, statikus és dinamikus hibák.

12. hét: D/A átalakítók (String, R-2R létra, szegmentált, Sigma-Delta). Kódváltási tranziens. Nullad rendű tartó hatása. Digitális jelszintézis (DDS).

Kommunikáció beágyazott rendszerekben

13. hét: Funkcionális részegységek kommunikációja. Szenzorok rendszerbe illesztése. A kommunikáció szabványos hardver és szoftver eszközei. USART, SPI.

14. hét: Az I2C busz, a CAN busz. Integrált intelligens szenzorok (IEEE 1451).

A tárgy olyan processzoros, ill. számítógépes célberendezések rendszertechnikai kialakításával, ill. hardver felépítésével foglalkozik, amelyek autonóm viselkedésűek, és az őket befogadó alkalmazói környezettel intenzív információs kapcsolatban állnak. Bemutatja a korszerű érzékelők tipikus felépítését, a jelkondicionálás áramköri megoldásait, a digitális jelátalakítókat (AD és DA konverterek), a jelfeldolgozó egységeket, valamint a rendszeren belüli és rendszerek közötti kommunikáció tipikus megoldásait. A tantárgy összességében az alábbi kompetenciák elsajátítását teszi lehetővé (tudás kompetenciák): - Átfogó ismeretek a beágyazott rendszerek felépítését, tulajdonságait illetően. - A beágyazott rendszerek, eszközök fejlesztésének alapvető ismeretei. - Digitális jelfeldolgozás. - Beágyazott alkalmazásokban használt érzékelők előnyeikkel és hátrányaikkal. - Analóg-digitális és digitális-analóg jelátalakítási módszerek. - Diszkrét Fourier transzformáció, analóg és digitális szűrők. - Beágyazott eszközök közötti vezetékes adatátvitel tipikus megoldásai. - Digitális jelfeldolgozó processzorok architekturális sajátosságai. - Mikroprocesszoros rendszerekben a számítási teljesítmény növelésének alapvető eszközei.

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 gyakorlat. A tantárgy elméleti és gyakorlati órákból áll. Az előadáson közölt elméleti anyagok megértését az előadásokon felüli, külön gyakorlati alkalmak segítik. A gyakorlatok során a hallgatók egy valós probléma megoldásán dolgoznak csoportosan és elvégzik a szükséges fejlesztéseket. Az előadásokon és gyakorlatokon felhasznált anyagokat, irodalmat a hallgatók letölthetik. A félév során rendszeres konzultációkat biztosítunk.

Tanulástámogató anyagok

Online források

Dr. Dülk Ivor, Bevezetés a beágyazott rendszerekbe, BME VIK, 2016, Budapest ; S. Heath: Embedded Systems Design, Elsevier Science, 2003; Analog Devices: Practical Design Techniques for Sensor Signal Conditioning, 1999

A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek

Tudás típusú kompetenciák

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

nincs

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)

nincs

Általános szabályok

Követelmények: A szorgalmi időszakban: 2 ZH. A tanulási eredmények értékelése két évközi írásbeli teljesítménymérés (két összegző tanulmányi teljesítményértékelés) alapján történik. Az összegző tanulmányi teljesítményértékelés: a tantárgy és tudás, képesség típusú kompetenciaelemeinek komplex, írásos értékelési módja zárthelyi dolgozat formájában, a szükséges gyakorlati és lexikális ismereteket kéri számon a teljesítményértékelés során, a rendelkezésre álló munkaidő 60 perc. Az összegző értékelések együttesen vizsgálják és mérik fel a hallgatók tudás és képesség típusú kompetenciákkal meghatározott tanulási eredményeit. Ennek megfelelően az egyes összegző értékelések a kijelölt elméleti ismeretanyag elsajátítottságát, valamint a gyakorlaton szerzett ismeretek meglétét és képességek alkalmazását mérik fel. Teljesítésükre a tanulmányi teljesítményértékelési tervben meghatározott időpontban, előreláthatólag a 8. és 14. oktatási héten kerül sor. A két összegző teljesítményértékelésen egyenként 20-20 pont szerezhető. Pótlási lehetőségek: Mindkét ZH egyszer pótolható.

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

Nincs megadva.

Ajánlott tantárgyak

Nincs megadva.

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.