Сучасні спеціалізовані комп’ютерні системи

Метою вивчення дисципліни є отримання аспірантами уявлення про сучасні напрями розвитку спеціалізованих комп’ютерних систем, методів аналізу, проектування та технологій їх програмування для використання отриманих знань та навичок у наукових дослідженнях за тематикою дисертаційної роботи.
Для досягнення мети здобувачі звання PhD повинні розробляти моделі та стратегії проектування як архітектури, так і компоненти спеціалізованих комп‘ютерних систем що функціонують на основі сучасних досягнень прикладної науки.
Крім того досягнення мети забезпечується: наданням теоретичних знань з використанням сучасних методів аналізу, проектування та програмування спеціалізованих комп’ютерних систем; теоретичних знань з класифікації, оцінки характеристик та параметрів спеціалізованих комп’ютерних систем; теоретичних знань і практичних навичок з розробки сучасних спеціалізованих комп'ютерних систем; вивченням методів та принципових підходів до реалізації спеціалізованих комп'ютерних систем.
Практичне значення та використання отриманих знань: полягає у широкому застосуванні програмних та програмно-апаратних засобів відповідно до завдань функціонування системи; класифікації типів, характеристик та параметрів сучасних спеціалізованих комп'ютерних систем; сучасному стані технологій проектування та програмування спеціалізованих комп'ютерних систем і перспективи їх розвитку; створення моделі, застосуванні методів та технологій підвищення продуктивності, розширення функціональності та зниження енергоспоживання у сучасних спеціалізованих комп’ютерних системах; застосуванні структур, нових принципів підходу та технологій реалізації високоефективних спеціалізованих комп’ютерних систем.
Дисципліна має націлити здобувачів звання PhD на осмислене і творче застосування отриманих знань в їх практичній діяльності.
В результаті вивчення дисципліни повинні знати: технічні вимоги, яким мусить задовольняти спеціалізовані комп‘ютерні системи та їх компоненти при проектуванні; початкові дані, які необхідні для проектування; елементну базу; технології виробництва спеціалізованих комп‘ютерних систем; необхідні розрахунки системи в заданому інформаційному середовищі. 
Крім того доктор філософії повинен вміти: користуватися довідниковою літературою для проведення необхідних розрахунків; на основі початкових даних скласти алгоритм розрахунку спеціалізованих комп‘ютерних систем; розробляти технологічну документацію для реалізації компонентів комп‘ютерних систем за допомогою САПР типу MicroCap, SciLab, MultiSim, OrCad, Altium Designer та NetCracker, а також використовувати програмні пакети Keil uVision3 і IAR Embedded Workbench KickStart for MSP430 V3.
А також придбати: знання з загальних питань організації функціонування спеціалізованих засобів обчислювальної техніки та системи в цілому; знання з загальних питань підвищення ефективності спеціалізованих комп’ютерних системах; вміння опису функціонування спеціалізованих систем та компонентів системи; розуміння процесів при функціонуванні спеціалізованої системи та компонентів системи; навиків застосування спеціалізованих комп’ютерних системах та їх компонентів.

ТЕМАТИКА ТА ВИДИ НАВЧАЛЬНИХ ЗАНЯТЬ 

Лекційні заняття.
Лекція 1. Вступ. Поняття спеціалізованої комп'ютерної системи. Склад і можливості застосування контролерів ARM  для програмно-апаратної реалізації вузлів спеціалізованих комп'ютерних систем
Лекція 2. Контролери фірми Texas Instrumets. Структурна схема та основні функціональні вузли контролерів фірми Texas Instruments. 
Лекція 3. Модуль синхронізації МК MSP 430. 
Лекція 4. Таймери-лічильники МК MSP 430 
Лекція 5. Універсальний послідовний коммунікаційний інтерфейс USCI: режим VART. Лекція 6. Обробка та формування аналогових сигналів. Проектування пристроїв обробки аналогових сигналів. Розробка програми керування роботою АЦП і ЦАП. 
Лекція 7. Індикація даних на алфавітно-цифровому рідинно-кристалічному дисплеї. 
Лекція 8. Протоколи передачі даних по стандартам І2С та SPI. Організація обміну даними між декількома контролерами по каналу SPI.
Лекція 9. Основи спряження мікроконтролера з пристроями ввода/вивода. Підключення кнопок і клавіатури. Захист від дзенкоту контактів.
Лекція 10. Контролери сімейств фірми Philips. Структурна схема та основні функціональні вузли. Адресний простір. Система команд. 
Лекція 11. Використання мови С для проектування ПО мікроконтролерів. Включення фрагментів програмного коду мовою Assembler до складу програми мовою програмування С.
Лекція 12. Порти вводу/виводу мікроконтролерів. Схемотехніка. Організація прийому та передачі логічних сигналів, двунаправленого обміну даними через порти вводу-виводу. Ініціалізація порту вводу-виводу. 
Лекція 13. Використання таймера-лічильника мікроконтролерів. Використання таймера-лічильника для генерації заданих інтервалів часу. Приклад проектування програми обслуговування віртуальних таймерів.
Лекція 14. Проектування пристроїв знімання інформації з клавіатури. 
Лекція 15. Використання послідовного інтерфейсу. Структурна схема і режими роботи послідовного інтерфейсу. Переривання.

Лабораторні заняття
Лабораторне заняття №1 "Програмні пакети Keil uVision3".
Мета роботи: навчитися та придбати навички роботи з програмними пакетами.
Лабораторне заняття №2 "Програмні пакети IAR Embedded Workbench KickStart".
Мета роботи: навчитися та придбати навички роботи з програмними пакетами.
Лабораторне заняття №3 "Підключення імпульсного датчика". 
Мета роботи: навчитися підключенню датчиків до порту вводу-виводу.
Лабораторне заняття №4 "Пристрій знімання сигналу з імпульсного датчика". 
Мета роботи: придбати навички підключення датчиків до порту вводу-виводу.
Лабораторне заняття №5 "Переривання за таймером". 
Мета роботи: навчитися та придбати навички застосування таймеру.
Лабораторне заняття №6 "Застосування переривань таймера". 
Мета роботи: придбати навички застосування таймеру.
Лабораторне заняття №7 "LED-дисплей". 
Мета роботи: навчитися застосування динамічного індикатора.
Лабораторне заняття №8 "Застосування LED-дисплею". 
Мета роботи: придбати навички застосування динамічного індикатора.
Лабораторне заняття №9 "Підключення PKI". 
Мета роботи: навчитися та придбати навички проектування схеми та програми для придбання навичок підключення датчиків.
Лабораторне заняття №10 "Підключення датчика температури". 
Мета роботи: навчитися та придбати навички проектування схеми та програми для придбання навичок підключення датчиків.
Лабораторне заняття №11 "Застосування датчика температури". 
Мета роботи: навчитися проектування схеми та програми для придбання навичок підключення датчиків.
Лабораторне заняття №12 "Особливості застосування датчика температури ". 
Мета роботи: придбати навички проектування схеми та програми для придбання навичок підключення датчиків.
Лабораторне заняття №13 "USART". 
Мета роботи: навчитися проектування схеми та програми для придбання навичок підключення контролера до ПЕОМ.
Лабораторне заняття №14 "Застосування USART". 
Мета роботи: придбати навички проектування схеми та програми для придбання навичок підключення контролера до ПЕОМ.
Лабораторне заняття №15 "Підсумкове заняття".
Мета роботи: проведення підсумкового заняття по захисту виконаних лабораторних робіт.

Консультації здійснюються впродовж семестру згідно встановленого розкладу.

ІНДИВІДУАЛЬНА РОБОТА

Не передбачено.

 ФОРМИ КОНТРОЛЬНИХ ЗАХОДІВ ТА ОЦІНЮВАННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ НАВЧАННЯ

Поточний контроль полягає у виконанні
1)    2-х контрольних опитувань. Контрольні опитування виконуються письмово і полягають в розв'язуванні типових задач відповідно до змісту лекційних занять. Бездоганне виконання кожного контрольного опитування оцінюється у 2.5 бали;
2)    15-ти лабораторних робіть. Лабораторні роботи виконуються відповідно до мети та завдань. По результатах виконання кожного заняття оформлюється протокол виконання індивідуального завдання з демонстрацією результата. Бездоганне виконання кожної лабораторної роботи оцінюється у 3 бали;  
3)    2-х модульних контрольних робіт. Модульні контрольні роботи складаються з теоретичної і практичної частин та проводяться у формі письмової роботи. Бездоганне виконання кожної модульної контрольної роботи становить 25 балів.
Підсумковий контроль – залік. 
Максимальна оцінка, яку може отримати студент – 100 балів.