نام درس: سیستم‌های نهفته (Embedded Systems)
شماره درس: 25758
پیش‌نیاز(ها): 25771 (طراحی سیستم‌های میکروپروسسوری)
هم‌نیاز(ها): -
تعداد واحد: 3
مقطع: کارشناسی
آخرین ویرایش: اردیبهشت 1398

توضیحات:
هدف این درس آشنایی مهندسین برق با اجزا و انواع سیستم‌های نهفته، طراحی، پیاده‌سازی و ارزیابی سیستم‌های نهفته و بی‌درنگ است.
 
سرفصل‌ها:

• سیستم‌های نهفته، تعریف و طبقه‌بندی
• اجزای سیستم‌های نهفته
• ملاحظات طراحی سیستم‌های نهفته
• مدل‌سازی، شبیه‌سازی و ارزیابی سیستم‌های نهفته
• انواع سیستم‌های نهفته بر مبنای نوع پردازش‌گر و سیستم عامل
• سیستم‌های نهفته بی‌درنگ
• پردازنده‌های مطرح در سیستم‌های نهفته امروزی و ساختار و معماری آن‌ها
  • پردازنده‌های ARM Cortex M
  • پردازنده‌های ARM Cortex A
  • پردازنده‌های ARM Cortex R
  • پردازنده‌های DSP خانواده TI C6000
• قواعد انتخاب پردازنده و نقش سیستم عامل
• پیاده‌سازی نرم‌افزاری
  • پیاده‌سازی Firmware به زبان C و اسمبلر
  • بهینه‌سازی کد
  • ابزارهای پیاده‌سازی نرم‌افزاری برای پردازش‌گرهای ARM و DSP
  • پردازنده‌های ARM Cortex A
  • پردازنده‌های ARM Cortex R
  • پردازنده‌های DSP خانواده TI C6000
• نگاشت الگوریتم‌ها به ساختار پردازنده‌ها
  • بهینه‌سازی کد
  • تکنیک‌ها و استانداردهای پیاده‌سازی
• مسائل عددی
  • کوانتیزیشن وoverflow
  • پیاده‌سازی floating point
  • پیاده‌سازی fixed point
  • بهینه‌سازی کد
  • ابزارهای پیاده‌سازی نرم‌افزاری برای پردازش‌گرهای ARM و DSP
  • پردازنده‌های ARM Cortex A
  • پردازنده‌های ARM Cortex R
  • پردازنده‌های DSP خانواده TI C6000
• حافظه و مدیریت آن و پردازنده‌های چندهسته‌ای (Multi-Core)
• مدارهای جانبی و مدارهای واسط
• سیستم‌های نهفته بر مبنای Linux
  • طراحی‌های منبع‌باز سخت‌افزار و نرم‌افزار
  • اجزای سیستم عامل Linux و مکانیزم boot
  • برنامه‌نویسی و پیاده‌سازی در محیط Linux
  • کتابخانه‌های نرم‌افزاری مختلف Linux
• کاربردهای مختلف سیستم‌های نهفته و پیاده‌سازی
  • سیستم‌های کنترلی نهفته
  • سیستم‌های صوتی و تصویری نهفته
  • سیستم‌های مخابراتی و شبکه
  • امنیت سخت‌افزار و نرم‌افزار
  • سیستم‌های اینترنت اشیا، استانداردهای شبکه و امنیت

مراجع:

• M. Wolf, High Performance Embedded Computing, Morgan Kauffmann, 2nd Edition, 2014
• P. Barry, P. Crowley, Modern Embedded Computing, Elsevier, 2012
• X. Fan, Real-Time Embedded Systems, Elsevier, 2015
• Real-Time Embedded Systems, Open-Source Operating Systems Perspective, CRC Press, 2012
• D. Abbot, Linux for Embedded and Real-Time Applications, 3rd Edition, Elsevier, 2013
• D. Molloy, Exploring Beaglebone, Wiley, 2015
• D. Molloy, Exploring Raspbery Pi, Wiley, 2016
• L. D. Pyeat, Modern Assembly Language Programming with the ARM Processor, Elsevier, 2016
• TI Teaching ROMs: www.ti.com