ΕΝΣΩΜΑΤΩΜΕΝΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

Κωδικός Μαθήματος:     704
Εξάμηνο διδασκαλίας:     7ο Εξάμηνο

Σκοπός του μαθήματος
Να εισάγει τους φοιτητές της κατεύθυνσης πληροφορικής στην κατηγορία των υπολογιστικών συστημάτων που χαρακτηρίζονται από την ενοποίηση υλικού και λογισμικού σε ένα σύστημα που ενσωματώνεται σε άλλο τεχνολογικό σύστημα με αντικείμενο την «έξυπνη» εκτέλεση μιας συγκεκριμένης λειτουργίας.

Στόχος του μαθήματος
Να καταστήσει τους φοιτητές: ικανούς να κατανοήσουν τις αρχές λειτουργίας ενός ενσωματωμένου συστήματος σε ένα σύνθετο περιβάλλον σε επίπεδο υλικού, λογισμικού και αρχιτεκτονικής συστήματος, να εξοικειωθούν με τις τεχνολογίες που υποστηρίζουν την ανάπτυξη ενσωματωμένων συστημάτων, να συμμετάσχουν αποτελεσματικά σε ένα έργο σχεδίασης, ανάπτυξης και εγκατάστασης ενσωματωμένου συστήματος.

Περιγραφή του μαθήματος
Αρχιτεκτονική μικροελεγκτών και υλοποιήσεις µε FPGAs. Ανίχνευση παραµέτρων περιβάλλοντος και έλεγχος λειτουργιών (sense & control). Διαχείριση πολλαπλών διεργασιών, λειτουργικά συστήματα πραγµατικού χρόνου, πολυνηµατικές διεργασίες, συγχρονισµός και χρονοπρογραµµατισµός. Ιεραρχική σχεδίαση ενσωματωμένων συστημάτων µε γλώσσες περιγραφής υλικού VHDL. Συστήµατα µε επεξεργαστές γενικού και ειδικού σκοπού στο ίδιο ολοκληρωµένο (systems on chip). Συσχεδίασηλογισµικού-υλικού, Ιδιαιτερότητες λογισµικού για ενσωµατωµένα συστήµατα, Αυτόµατα καταστάσεων – περιγραφή λειτουργιών ελέγχου σε λογισμικό. Περιφερειακά υλοποιημένα σε λογισμικό. Παραδείγµατα ενσωµατωµένων συστημάτων. Αυτοματισμοί και Ρομποτική. Δίκτυα Ελέγχου – Βιομηχανικά Δίκτυα – χρήση TCP/IP για εφαρμογές ελέγχου – Ad-hoc networks. Συστήµατα χαμηλής ισχύος. Ενσωµατωµένα πολυµέσα – video/audio streaming – set top boxes
Εργαστήριο Μαθήματος: Εργαστηριακές ασκήσεις  σε γλώσσα προγραμματισμού C και παραγωγή εκτελέσιμου κώδικα για συγκεκριμένο μικροελεγκτή. Σχεδίαση µε χρήση VHDL και υλοποίηση ενσωµατωµένου συστήµατος µε FPGA.

Ενδεικτική Βιβλιογραφία
  1. Βιομηχανική Πληροφορική, Ρ. Ε. ΚΙΝΓΚ, Εκδόσεις Τζιόλα.
  2. Computer Systems for Automation and Control, G. OLSSON, G.PIANI, Prentice Hall, 1992
  3. Embedded Systems Architecture : A Comprehensive Guide for Engineers and Programmers, T. NOERGAARD, Newnes,2005
  4. Embedded System Design: A Unified Hardware/Software Introduction, F. VAHID, T. D. GIVARGIS, Wiley Interscience, 2001
  5. Embedded Systems Design: An Introduction to Processes, Tools and Techniques, A. BERGER, CMP Books, 2001
  6. Building Embedded LINUX Systems, K.YAGHMOUR, OReilly, 2003
  7. Programming Embedded Systems in C and C++, M. Barr, OReilly, 1999
  8. Hardware-software Co-design of Embedded systems, F. BALARIN, Kluwer Academic Publishers Group, 1997