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
Co-requisites	None
Expected Prior Knowledge	Prior knowledge digital systems, gate level design of combinational and sequential circuits, circuit analysis is expected.
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 Learning Outcomes and Competences Upon successful completion of the course, the learner is expected to be able to: 1) gömülü sistemin yapısını ve temel bileşenlerini anlar, 2) verilog HDL kullanarak gömülü sistem modelleri ve FPGA modülleri oluşturur, 3) gömülü sistem üzerinden FPGA'da bir yazılım işlemci gibi özel bir sistem kurar, 4) FPGA+yazılım işlemci tabanlı bir gömülü sistem tasarlar, 5) bir ekibin parçası olarak bireysel bileşenleri tasarlayarak bir sistemi derler, 6) tasarlanmış bir gömülü sistemi geniş bir kitleye rapor eder ve sunar.

Program Learning Outcomes/Course Learning Outcomes	1	2	3	4	5	6
1) Matematik, tarih, ekonomi ve sosyal bilimlere maruz kalarak geniş bir temele ve entelektüel farkındalığa sahip olmak
2) İşletmenin farklı işlevsel alanlarında (muhasebe, finans, operasyon, pazarlama, strateji ve organizasyon) bilgi ve becerilere sahip olduğunu ve bunların çeşitli endüstri sektörlerindeki etkileşimlerine ilişkin bir anlayışa sahip olduğunu gösterir
3) Karmaşık teknik veya profesyonel faaliyetleri veya projeleri yönetmek için teorik bilginin yanı sıra yaratıcı, analitik ve eleştirel düşünmeyi uygular
4) İşletme sürdürülebilirliği için küresel, çevresel, ekonomik, yasal ve düzenleyici bağlamlara ilişkin bir anlayış sergiler
5) Bireysel ve mesleki etik davranış ve sosyal sorumluluk gösterir
6) Etnik, kültürel ve cinsiyet çeşitliliği değerlerine ve konularına duyarlılık gösterir
7) Bilgi, fikir, sorun ve çözümleri iletmek için yazılı ve sözlü İngilizceyi etkili bir şekilde kullanır (en azından CEFR B2 seviyesi)
8) Veri ve bilgi edinme, analiz etme, yorumlama ve raporlama konusunda beceriler gösterir
9) Problem çözme ve karar vermeyi desteklemek için bilgisayar yeterliliğini gösterir
10) Takım çalışması, liderlik ve girişimcilik becerilerini gösterir
11) Yüksek derecede özerklikle ileri çalışmalar için gerekli öğrenme becerilerini sergiler

Relation to Program Outcomes and Competences

N None	S Supportive	H Highly Related

	Program Outcomes and Competences	Level	Assessed by
1)	Matematik, tarih, ekonomi ve sosyal bilimlere maruz kalarak geniş bir temele ve entelektüel farkındalığa sahip olmak	N
2)	İşletmenin farklı işlevsel alanlarında (muhasebe, finans, operasyon, pazarlama, strateji ve organizasyon) bilgi ve becerilere sahip olduğunu ve bunların çeşitli endüstri sektörlerindeki etkileşimlerine ilişkin bir anlayışa sahip olduğunu gösterir	N
3)	Karmaşık teknik veya profesyonel faaliyetleri veya projeleri yönetmek için teorik bilginin yanı sıra yaratıcı, analitik ve eleştirel düşünmeyi uygular	N
4)	İşletme sürdürülebilirliği için küresel, çevresel, ekonomik, yasal ve düzenleyici bağlamlara ilişkin bir anlayış sergiler	N
5)	Bireysel ve mesleki etik davranış ve sosyal sorumluluk gösterir	N
6)	Etnik, kültürel ve cinsiyet çeşitliliği değerlerine ve konularına duyarlılık gösterir	N
7)	Bilgi, fikir, sorun ve çözümleri iletmek için yazılı ve sözlü İngilizceyi etkili bir şekilde kullanır (en azından CEFR B2 seviyesi)	S	Sunum
8)	Veri ve bilgi edinme, analiz etme, yorumlama ve raporlama konusunda beceriler gösterir	S	Derse Katılım
9)	Problem çözme ve karar vermeyi desteklemek için bilgisayar yeterliliğini gösterir	N
10)	Takım çalışması, liderlik ve girişimcilik becerilerini gösterir	S	Derse Katılım
11)	Yüksek derecede özerklikle ileri çalışmalar için gerekli öğrenme becerilerini sergiler	S	Derse Katılım

Prepared by and Date	TUBA AYHAN , June 2019
Course Coordinator	TUBA AYHAN
Semester	Fall
Name of Instructor

Course Contents

Hafta	Konu
1)	Gömülü Sistemlerin Genel Görünümü,
2)	FPGA Tabanlı Gömülü Sistemler ve Verilog HDL,
3)	Verilog HDL ile FPGA Programlama,
4)	Durum Makinesi Tasarımı ve Algoritmik Durum Makineleri (ASM),
5)	Aygıtlar: Sensörler, Aktüatörler ve GPIO İşlemleri,
6)	Hafıza Yapıları,
7)	Programlanabilir Arabirim,
8)	Seri Arabirim Protokolleri I2C, SPI, UART,
9)	Hardcore/Softcore İşlemciler: ARM ve NIOS II,
10)	FPGA'da NIOS II Gömme,
11)	FPGA için Dahili Veri Yolu,
12)	Proje Bölüm 1: NIOS II Üzerinde Yazılım Tasarımı,
13)	Proje Bölüm 2: Gömülü NIOS II ile FPGA Üzerinde Donanım Tasarımı,
14)	Proje Bölüm 3: Demo ve Sunum,
15)	Final Sınavı/Proje/Sunum Dönemi,
16)	Final Sınavı/Proje/Sunum Dönemi.

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 4 % 50 Projeler 1 % 20 Ara Sınavlar 1 % 30 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

ECTS Student Workload Estimation

Activity	No/Weeks	Hours			Calculation
	No/Weeks per Semester	Preparing for the Activity	Spent in the Activity Itself	Completing the Activity Requirements
Ders Saati	14	2	3		70
Laboratuvar	7	1	3	3	49
Proje	1	20	2		22
Ara Sınavlar	2	5	2		14
Total Workload					155
Total Workload/25					6.2
ECTS					6