School/Faculty/Institute |
Faculty of Engineering |
Course Code |
EE 471 |
Course Title in English |
Introduction to Embedded Systems |
Course Title in Turkish |
Gömülü Sistemlere Giriş |
Language of Instruction |
EN |
Type of Course |
Flipped Classroom,Laboratory Work |
Level of Course |
Introductory |
Semester |
Fall |
Contact Hours per Week |
Lecture: 2 |
Recitation: - |
Lab: 2 |
Other: - |
|
Estimated Student Workload |
155 hours per semester |
Number of Credits |
6 ECTS |
Grading Mode |
Standard Letter Grade
|
Pre-requisites |
EE 203 - Digital Systems Design
|
Expected Prior Knowledge |
Prior knowledge digital systems, gate level design of combinational and sequential circuits, circuit analysis is expected. |
Co-requisites |
None |
Registration Restrictions |
Only Undergraduate Students |
Overall Educational Objective |
To learn the basics of embedded systems classification, composition of state machines, system design methodologies, embedded system components such as embedded microprocessor, microcontrollers, FPGAs, sensors, actuators and memory architectures. |
Course Description |
This course provides an introduction to embedded systems design. The following topics are covered: overview of embedded systems, state machine design and algorithmic state machines (ASM), hardware design and implementation for embedded systems, some hardware components of embedded systems: FPGAs, microcontrollers, microprocessors, sensors, actuators, memory architectures, FPGA programming with Verilog HDL, interfacing FPGA with microprocessor. Students will complete a microprocessor and FPGA based embedded system design project. |
Course Description in Turkish |
Bu ders gömülü sistemlere giriş düzeyindedir. Aşağıdaki konular kapsanacaktır: gömülü sistemlerin tanıtımı, durum makinesi tasarımı ve algoritmik durum makinesi, gömülü sistemlerin donanım tasarımı ve gerçeklemesi, gömülü sistemlerin bazı donanım bileşenleri: FPGA, mikrodenetleyiciler, mikroişlemciler, sensör, eyleyici, bellek mimarileri, Verilog DTD ile FPGA programlama, FPGA ve mikroişlemci haberleşmesi için arayüz tasarımı. Öğrenciler mikroişlemci ve FPGA içeren bir gömülü sistem tasarımı projesi yürütecektir. |
Course Learning Outcomes and Competences
Upon successful completion of the course, the learner is expected to be able to:
1) understand the structure and basic elements of an embedded system;
2) compose embedded system models and FPGA modules using Verilog HDL;
3) construct a custom system such as a soft-processor on FPGA through embedding;
4) design an FPGA+soft-processor based embedded system;
5) compile a system by designing individual components as a part of team;
6) report and present a designed embedded system to a wide audience.
|
Program Learning Outcomes/Course Learning Outcomes |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1) Psikolojideki başlıca kavramlar, teorik perspektifler, deneysel bulgular ve tarihsel eğilimler hakkında kapsamlı bilgi edinilmesi. |
|
|
|
|
|
|
2) Psikolojide temel araştırma yöntemlerini, ayrıca araştırma tasarımı, veri analizi ve veri yorumlama anlama ve uygulama becerisi. |
|
|
|
|
|
|
3) Davranış ve zihinsel süreçlerle ilgili problemleri çözmek için eleştirel ve yaratıcı düşünme, şüpheci sorgulama ve bilimsel bir yaklaşım kullanma yetkinliği. |
|
|
|
|
|
|
4) Psikolojik ilke, beceri ve değerleri kişisel, sosyal ve örgütsel bağlamlarda anlama ve uygulama becerisi. |
|
|
|
|
|
|
5) Psikoloji disipliniyle bağlantılı olan kanıtları değerlendirme, belirsizliği tolere etme ve diğer değerleri yansıtma becerisi. |
|
|
|
|
|
|
6) Mesleki etik standartların içselleştirilmesi ve yayılması. |
|
|
|
|
|
|
7) Psikoloji ve diğer sosyal bilimler alanlarında bilgi edinme amacıyla bilgi teknolojileri, bilgisayar ve diğer teknolojileri kullanma konusunda yetkinlik gösterme. |
|
|
|
|
|
|
8) Psikoloji bilimi bilgisini Türkçe ve en azından CEFR B2 düzeyinde İngilizce olmak üzere çeşitli formatlarda etkili bir şekilde iletme becerisi. |
|
|
|
|
|
|
9) Sosyokültürel ve uluslararası çeşitliliğin karmaşıklığını tanıma, anlama ve buna saygı gösterme. |
|
|
|
|
|
|
10) Yaşam boyu öğrenme, araştırma ve kendini geliştirme ihtiyacını tanıma ve bu doğrultuda beceriler geliştirme. |
|
|
|
|
|
|
11) Psikolojik teori ve literatüre dayanarak eleştirel hipotezler oluşturma ve bu hipotezleri test etmek için çalışmalar tasarlama becerisi. |
|
|
|
|
|
|
12) Bağımsız olarak bilgi edinme ve kendi öğrenimini planlama becerisi. |
|
|
|
|
|
|
13) Yazılı çalışmaların ve sunumların netliği ve düzeni konusunda ileri düzeyde yetkinlik gösterme. |
|
|
|
|
|
|
Relation to Program Outcomes and Competences
N None |
S Supportive |
H Highly Related |
|
|
|
|
Program Outcomes and Competences |
Level |
Assessed by |
1) |
Psikolojideki başlıca kavramlar, teorik perspektifler, deneysel bulgular ve tarihsel eğilimler hakkında kapsamlı bilgi edinilmesi. |
N |
|
2) |
Psikolojide temel araştırma yöntemlerini, ayrıca araştırma tasarımı, veri analizi ve veri yorumlama anlama ve uygulama becerisi. |
N |
|
3) |
Davranış ve zihinsel süreçlerle ilgili problemleri çözmek için eleştirel ve yaratıcı düşünme, şüpheci sorgulama ve bilimsel bir yaklaşım kullanma yetkinliği. |
H |
Exam,HW,Participation
|
4) |
Psikolojik ilke, beceri ve değerleri kişisel, sosyal ve örgütsel bağlamlarda anlama ve uygulama becerisi. |
N |
|
5) |
Psikoloji disipliniyle bağlantılı olan kanıtları değerlendirme, belirsizliği tolere etme ve diğer değerleri yansıtma becerisi. |
N |
|
6) |
Mesleki etik standartların içselleştirilmesi ve yayılması. |
N |
|
7) |
Psikoloji ve diğer sosyal bilimler alanlarında bilgi edinme amacıyla bilgi teknolojileri, bilgisayar ve diğer teknolojileri kullanma konusunda yetkinlik gösterme. |
N |
|
8) |
Psikoloji bilimi bilgisini Türkçe ve en azından CEFR B2 düzeyinde İngilizce olmak üzere çeşitli formatlarda etkili bir şekilde iletme becerisi. |
N |
|
9) |
Sosyokültürel ve uluslararası çeşitliliğin karmaşıklığını tanıma, anlama ve buna saygı gösterme. |
S |
Participation
|
10) |
Yaşam boyu öğrenme, araştırma ve kendini geliştirme ihtiyacını tanıma ve bu doğrultuda beceriler geliştirme. |
S |
HW,Participation
|
11) |
Psikolojik teori ve literatüre dayanarak eleştirel hipotezler oluşturma ve bu hipotezleri test etmek için çalışmalar tasarlama becerisi. |
N |
|
12) |
Bağımsız olarak bilgi edinme ve kendi öğrenimini planlama becerisi. |
S |
Exam,HW
|
13) |
Yazılı çalışmaların ve sunumların netliği ve düzeni konusunda ileri düzeyde yetkinlik gösterme. |
H |
Exam,HW
|
Prepared by and Date |
TUBA AYHAN , June 2019 |
Course Coordinator |
TUBA AYHAN |
Semester |
Fall |
Name of Instructor |
Dr. Öğr. Üyesi TUBA AYHAN |
Course Contents
Hafta |
Konu |
1) |
Overview of embedded systems |
2) |
FPGA based embedded systems and Verilog HDL |
3) |
FPGA programming with Verilog HDL |
4) |
State machine design and algorithmic state machines (ASM) |
5) |
Peripherals: sensor, actuators and GPIO operations |
6) |
Memory structures |
7) |
Programmable interface |
8) |
Serial interface protocols I2C, SPI, UART |
9) |
Hardcore/softcore processors: ARM and NIOS II |
10) |
Embedding NIOS II on FPGA |
11) |
Internal bus for FPGA |
12) |
Project part 1: software design on NIOS II |
13) |
Project part 2: hardware design on FPGA with embedded NIOS II |
14) |
Project part 3: Demo and presentation |
15) |
Final Exam/Project/Presentation Period |
16) |
Final Exam/Project/Presentation Period |
Required/Recommended Readings | 1. Lee and Seshia, Introduction to Embedded Systems, Second Edition, MIT Press, 2017 (online available at http://leeseshia.org/index.html) (part I and II)
2. Altera, Quartus II Handbook, 2017 (online available at https://www.altera.com/content/dam/altera-www/global/en_US/pdfs/literature/hb/qts/qts_qii5v1.pdf)
Altera, Embedded Design Handbook, 2017 (online available at https://www.altera.com/content/dam/altera-www/global/en_US/pdfs/literature/hb/nios2/edh_ed_handbook.pdf)
|
Teaching Methods | Contact hours using “Flipped Classroom” as an active learning technique. |
Homework and Projects | Students will complete a microprocessor and FPGA based embedded system design project. |
Laboratory Work | Students will carry out (7 experiments) on FPGA programing and embedding NIOS II. |
Computer Use | Student is to use Quartus, Qsys and Modelsim tools for their designs. |
Other Activities | None |
Assessment Methods |
Assessment Tools |
Count |
Weight |
Laboratuar |
7 |
% 40 |
Projeler |
1 |
% 20 |
Ara Sınavlar |
2 |
% 40 |
TOTAL |
% 100 |
|
Course Administration |
Instructor’s office and phone number: 5th Floor
office hours:
email address: ayhant@mef.edu.tr
Policies:
• Missing a midterm: Provided that proper documents of excuse are presented, a make-up exam will be given for the missed midterm.
• Missing project: Fail.
• Lab reports are due 1 week after it is completed. Late reports will be downgraded by 20% for each day passed the due date.
• Exams are in closed-notes and closed-books format.
• To be eligible of submitting the project, you should attend 3 out of 4 lab sections and your weighted average before the project submission should be at least 25 (out of 100).
• A reminder of proper classroom behavior, code of student conduct: YÖK Regulations
Academic Dishonesty and Plagiarism: YÖK Regulations
|