Cyber-physical systems modelling and implementation - opis przedmiotu
Informacje ogólne
Nazwa przedmiotu
Cyber-physical systems modelling and implementation
Kod przedmiotu
11.3-WE-INFD-C-PSMabdI-Er
Wydział
Wydział Nauk Inżynieryjno-Technicznych
Kierunek
Informatyka
Profil
ogólnoakademicki
Rodzaj studiów
Program Erasmus drugiego stopnia
Semestr rozpoczęcia
semestr letni 2024/2025
Informacje o przedmiocie
Semestr
2
Liczba punktów ECTS do zdobycia
6
Typ przedmiotu
obowiązkowy
Język nauczania
angielski
Sylabus opracował
dr inż. Grzegorz Bazydło
Formy zajęć
Forma zajęć
Liczba godzin w semestrze (stacjonarne)
Liczba godzin w tygodniu (stacjonarne)
Liczba godzin w semestrze (niestacjonarne)
Liczba godzin w tygodniu (niestacjonarne)
Forma zaliczenia
Wykład
15
1
-
-
Zaliczenie na ocenę
Laboratorium
30
2
-
-
Zaliczenie na ocenę
Projekt
15
1
-
-
Zaliczenie na ocenę
Cel przedmiotu
Familiarize students with the designing methods of a control part of a cyber-physical system.
Shaping basic skills for specification, analysis, and implementation of a control part of cyber-physical systems.
Wymagania wstępne
Fundamentals of digital system design.
Zakres tematyczny
Introduction: cyber-physical system (CPS), control part of the CPS, smart systems, Internet of Things (IoT), embedded and distributed CPSs.
The general designing flow of a control part of the CPS: modelling, analysis (including validation and verification), implementation and hardware verification.
Graphical specification methods of a control part of the CPS: FSM, Petri net (including interpreted Petri nets), UML diagrams.
Methods of the analysis of a control part of the CPS: validation, formal verification, concurrency (state space analysis), and sequentiality analysis. The computational complexity of the algorithms for the CPS control part analysis.
Modelling and decomposition of the CPS control algorithm: decomposition into state machine components, decomposition methods.
Implementation of the CPS control algorithm: logic synthesis and implementation, system description in the hardware description languages (e.g., VHDL, Verilog) and programming languages (e.g., C/.C++), physical implementation in the FPGA device and microcontrollers (e.g., Arduino).
Static and dynamic partial reconfiguration of the already implemented CPS control algorithm (with and without system stop), design framework of the CPS control part for future static and dynamic partial reconfiguration of the control module of the CPS.
Metody kształcenia
Lecture: conventional lecture, discussion.
Laboratory: laboratory exercises, work in groups.
Project: project method.
Efekty uczenia się i metody weryfikacji osiągania efektów uczenia się
Opis efektu
Symbole efektów
Metody weryfikacji
Forma zajęć
Warunki zaliczenia
Lecture – the passing condition is to obtain a positive mark from the final test (written or oral).
Laboratory – the passing condition is to obtain positive marks from the laboratory exercises to be planned during the semester.
Project – the passing condition is to obtain a positive mark from the projects conducted during the semester.
Final mark components: lecture 30% + laboratory 40% + project 30%.
Literatura podstawowa
E. A. Lee, S. A. Seshia, Introduction to Embedded Systems: A Cyber-Physical Systems Approach, Cambridge, MA, USA:MIT Press, 2017.
W. Reisig, Petri Nets: An Introduction, Berlin, Germany:Springer-Verlag, 2012.
R. Wiśniewski, Prototyping of Concurrent Control Systems Implemented in FPGA Devices, Cham, Switzerland:Springer, 2017.
R. Wiśniewski, G. Bazydło, L. Gomes, A. Costa, "Dynamic partial reconfiguration of concurrent control systems implemented in FPGA devices", IEEE Trans. Ind. Informat., vol. 13, no. 4, pp. 1734-1741, Aug. 2017.
E. Best, R. Devillers, M. Koutny, Petri Net Algebra, Berlin, Germany:Springer-Verlag, 2013.
L. Gomes, F. Moutinho, F. Pereira, "IOPT-tools - A Web based tool framework for embedded systems controller development using Petri nets", Proc. 23rd Int. Conf. Field Program. Logic Appl., pp. 1, Sep. 2013.
Z. Li, N. Q. Wu, M. C. Zhou, "Deadlock control of automated manufacturing systems based on Petri nets - A literature review", IEEE Trans. Syst. Man Cybern. C Appl. Rev., vol. 42, no. 4, pp. 437-462, Jul. 2012.
M. Zhou, N. Q. Wu, System Modeling and Control With Resource-Oriented Petri Nets, Boca Raton, FL, USA:CRC Press, 2009.
I. Grobelna, "Model checking of reconfigurable FPGA modules specified by Petri nets", J. Syst. Archit., vol. 89, pp. 1-9, Sep. 2018.
Uwagi
Zmodyfikowane przez dr inż. Grzegorz Bazydło (ostatnia modyfikacja: 10-04-2024 20:58)
Ta strona używa ciasteczek (cookies), dzięki którym nasz serwis może działać lepiej. Korzystając z niniejszej strony, wyrażasz zgodę na ich używanie. Dowiedz się więcej.