Wprowadzenie do sterowania w czasie rzeczywistym 0800-WSTECZARZ
Celem laboratorium jest zapoznanie studentów z możliwością implementacji sterowania na bazie komputera PC z systemem operacyjnym Linux z jądrem czasu rzeczywistego oraz na bazie systemu wbudowanego z osadzonym systemem RTOS. Sterowania takie stanowią alternatywę dla sterowników PLC. Zajęcia obejmować będą wprowadzenie w metodykę projektowania systemów czasu rzeczywistego. Uczestnicy posiądą podstawową wiedzę i umiejętności z zakresu tworzenia modułów czasu rzeczywistego i aplikacji współbieżnych dedykowanych dla różnych architektur sprzętowych. W ramach laboratorium przewidzianych jest 15 spotkań. Wykorzystane zostanie oprogramowanie LinuxCNC rtai/rt-preempt oraz dedykowane oprogramowania RTOS.
1. Wstęp do systemu Linux z jądrem czasu rzeczywistego. Oprogramowanie Linuxcnc.
2. Konfiguracja API HAL: ładowanie modułów, konfiguracja wątków i zadań, łączenie modułów w system.
3. Tworzenie i kompilacja modułów czasu rzeczywistego (komponent HAL) w języku C.
4. Podstawy tworzenia aplikacji czasu rzeczywistego z wykorzystaniem systemów operacyjnych czasu rzeczywistego: wielowątkowość, metody komunikacji i wymiany danych;
5. Mechanizmy RTOS używane przy tworzeniu aplikacji czasu rzeczywistego: muteksy, kolejki, timery;
6. Projektowanie aplikacji czasu rzeczywistego spełniających określone wymagania funkcjonalne i czasowe: pojęcie sekcji krytycznej, wyścigu, zakleszczeń i inwersji priorytetów;
7. Zarządzanie zasobami sprzętowymi z poziomu osadzonego systemu operacyjnego;
8. Projektowanie części sprzętowej i programowej systemu wbudowanego;
9. Zbieranie, opracowanie oraz interpretacja danych zwrotnych.
W celu przygotowania się do realizacji zadań konieczne jest uprzednie zapoznanie się z dokumentacją wykorzystywanego oprogramowania.
Całkowity nakład pracy studenta
Efekty uczenia się - wiedza
Efekty uczenia się - umiejętności
Efekty uczenia się - kompetencje społeczne
Metody dydaktyczne eksponujące
Metody dydaktyczne podające
Metody dydaktyczne poszukujące
Rodzaj przedmiotu
Wymagania wstępne
Koordynatorzy przedmiotu
Kryteria oceniania
Metody oceniania:
Zaliczenie na podstawie ocen z realizacji zadań praktycznych, projektu i kolokwium końcowego. Kolokwium końcowe (oceniające nabytą wiedzę teoretyczną) podlega ocenie cząstkowej w skali od 2 do 5. W analogiczny sposób oceniana jest realizacja projektu. W tym przypadku na ocenę wpływa przede wszystkim stopień realizacji zadania tzn. ile podzadań przewidzianych do realizacji w ramach danego zadania zostało zrealizowane oraz w jakim stopniu wymagania postawione przez prowadzącego zostały spełnione. Prowadzący weryfikując zadania praktyczne i wiedzę na kolokwium sprawdza realizację efektów przedmiotowych: W1, W2, U1, U2, U3, K1, K2.
Ocena końcowa jest wyznaczana na podstawie średniej arytmetycznej ocen cząstkowych.
Kryteria oceniania:
3.0 – 3.4 – dst
3.41 – 3.8 – dst+
3.81 – 4.2 – db
4.21 – 4.6 – db+
4.61 – 5.0 – bdb
Praktyki zawodowe
nie dotyczy
Literatura
Literatura podstawowa:
Wang, K. C.: Embedded and Real-Time Operating Systems, Springer, 2017;
White E.: Systemy wbudowane. Wzorce projektowe dla twórców oprogramowania, Helion, 2025;
Literatura uzupełniająca:
Dokumentacja oprogramowania: LinuxCNC, FreeRTOS;
Dokumentacja udostępniona przez prowadzącego.
Więcej informacji
Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb: