Hyppää pääsisältöön
Opinto­kokonaisuus, lukuvuosi 2023–2024
COMP.CE-S02

Sulautettujen järjestelmien syventävät opinnot, Vähintään 80 op

Tampereen yliopisto
Kuvaus
Sulautetut järjestelmät ovat yksittäisiä elektroniikkatuotteita tai isompia kokonaisuuksia kuten itseajava auto, ja ne toimivat vuorovaikutuksessa ympäröivän maailman kanssa. Laitteet ovat tietokonepohjaisia, eli niissä on yksi tai useampia prosessoreita ja ne käsittelevät tiedon digitaalisesti, ne ovat itsessään ohjelmoitavia ja ne suorittavat tyypillisesti tosiaikaisia (real-time system) tehtäviä. Usein ne ovat myös verkottuneita ja kommunikoivat sekä keskenään että perinteisten tietojärjestelmien kanssa. Sulautettu laite ei välttämättä vaadi ihmisen aktiivista ohjausta, vaan se toimii taustalla vaikkapa tekoälyä hyödyntäen. Vuorovaikutus ympäristön kanssa tapahtuu mittaamalla pohjimmiltaan analogisia signaaleita ja ohjaamalla toimilaitteita. Itse ne vaativat energiaa, jota voidaan jopa kerätä ympäristöstä ja muokata laitteelle sopivaksi.

Sulautetut järjestelmät voivat myös suorittaa yhdessä jotakin isompaa tehtävää, johon yksi laite ei pysty. Iso ero muuhun tietotekniikkaan on se, että laitteiden laskentakapasiteetti, muistimäärä, käytettävissä oleva energiamäärä ja fyysinen koko voi olla huomattavasti pienempi kuin tavanomaisessa tietokoneessa, ja myös siksi niiden suunnittelu on haastavaa.

Sulautetut järjestelmät vaatii yhdistettyä osaamista analogia- ja digitaalitekniikan sekä laitteistosuunnittelun ja ohjelmistotekniikan alueilta. Opinnoissa voi painottaa sulautettujen järjestelmien elektroniikkasuunnittelua, laitteistonläheistä ohjelmointia tai järjestelmäpiirien (System-on-Chip) suunnittelua. Opetuksessa käytetään moderneja suunnitteluohjelmistoja (Cadence, Synopsys, Siemens) ja toteutusalustoja, kuten mikrokontrollerialustat, ohjelmoitavat logiikkapiirit (FPGA) sekä VLSI teknologiakirjastot, joilla voidaan toteuttaa mikropiirejä valmiiksi saakka.

Tavoitteet

- Hallitsee sulautettujen järjestelmien vaatimusmäärittelyn sekä tuotekehitys- ja tuotteistamisprosessit.

- Osaa suunnitella piirilevytasolla integroitavat laitteistot, jotka sisältävät mikrokontrollereita, ohjelmoitavia logiikkapiirejä, oheislaitteita, käyttöliittymäkomponentteja sekä väyliä ja muita tiedonsiirtorajapintoja.

- Osaa suunnitella järjestelmäpiirejä (System-on-Chip), jotka sisältävät analogisia ja digitaalisia lohkoja, kello-, alustus- ja testausrakenteet, sisäiset ja ulkoiset väylät ja muistit.

- Osaa suunnitella ja toteuttaa reaaliaikaisia, rinnakkaisia, laitteistonläheisiä ja mahdollisesti resurssirajoitettuja ohjelmistoja (firmware, laiteajurit, käyttöjärjestelmät)

- Hallitsee muutoksia ja osaa päivittää tuotteita uusiutuvilla laitteisto- ja ohjelmistoalustoilla.

Koodi
COMP.CE-S02
Opetuskieli
suomi
Lukuvuodet
2021–2022, 2022–2023, 2023–2024
Opintokokonaisuuden taso
Syventävät opinnot
Koulutusalat
Tekniikan alat
Vastuuhenkilö
Vastuuopettaja:
Timo Hämäläinen
Vastuuopettaja:
Jukka Vanhala
Esitietovaatimukset
Lisätiedot
Kokonaisuudet, joihin opinto­kokonaisuus kuuluu
Koodi
COMP.CE-S02
Opetuskieli
suomi
Lukuvuodet
2021–2022, 2022–2023, 2023–2024
Opintokokonaisuuden taso
Syventävät opinnot
Koulutusalat
Tekniikan alat
Vastuuhenkilö
Vastuuopettaja:
Timo Hämäläinen
Vastuuopettaja:
Jukka Vanhala