Rendszertervezés

bsc.png info.png pdf.png

A fizikai környezettel kapcsolatban álló (kiber-fizikai) rendszerek funkcióinak működtetéséről beágyazott számítógépek és a rajtuk futó programok gondoskodnak. Ilyen rendszereket találunk a termelési folyamatokban (robotizált, automatizált gyártósorok, erőművek), a közlekedésben (vezetőt segítő funkciók, autonóm járművek) és számos más területen is. A specifikációknak megfelelő, megbízható működés elsődleges fontosságú, amire a rendszerek tervezésének és megvalósításának minden lépése során tekintettel kell lenni.

Fontosabb tématerületek


Automatikus kódgenerálás

A fejlesztési folyamatot gyorsítja, ha a jelfeldolgozó műveleteket grafikus eszközök segítségével specifikáljuk és annak nyomán a valós idejű végrehajtható kód automatikusan generálódik. A valós idejű futtatás iteratív végrehajtást feltételez, így az iteráció vezérléséről is gondoskodni kell, továbbá dinamikus komponensekhez biztosítani kell a megfelelő integrálási algoritmusokat is. A valós időben fut kódnak része továbbá egy run-time interfész is, amelyen keleresztül a jelfeldolgozás belső változói megfigyelhetők és a műveletek paraméteri változtathatók.

Vizinfo1

Fizikai rendszerek belső változóinak becslése

Egy fizikai rendszer működésének szempontjából releváns összes jellemző mérése költséges, nagy energiaigénnyel jár és növeli a meghibásodás lehetőségét. Ezért a gyakorlatban a rendszer modelleje alapján határozzák meg a közvetlenül nem mért változókat, a mért jelek alapján. Az így kapott algoritmusok az ún. állapotbecslők, melyek többek között minden GPS vevőben és autonóm járművben megtalálhatók, és a jelfeldolgozási műveletsor egyik fontos elemét adják.

Vizinfo1

Hardware-in-the-loop (HIL) és Software-in-the-loop (SIL) szimuláció

A fejlesztés, tesztelés, minőségellenőrzés, vagy éppenséggel a felhasználók képzése során is szükség lehet a kiber-fizikai rendszer egészének vagy egyes komponenseinek szimulációjára. A szimuláció során is felhasználhatóak az automatikus kódgenerálási technikák, csak itt a fizikai rendszer, illetve egyes komponensei modelljének megadása történik grafikus eszközökkel. A szimuláció futtatása megvalósulhat valós időben, vagy akár ahhoz képest gyorsított időskálán is. A szimuláció lehetőséget teremt speciális, többszörös hibák generálására, vagy egyedi működési körülmények generálására, amelyek megteremtése a valódi rendszeren vagy kockázatosak, vagy nehézkesek lennének.

Vizinfo1

Tárgyak


Ipari irányítástechnika (IIT, 5. félév)

Az informatikai alkalmazások egyre jelentősebb része beágyazott rendszereken, a fizikai környezettel közvetlen interakcióban fut. A tantárgy célja, hogy bemutassa az ilyen alkalmazások fejlesztése során alkalmazott ipari informatikai rendszerek működését és tervezési módszertanait. Az iparban elterjedt fejlesztői környezetek használatával ismertetjük a valós idejű információgyűjtési, -feldolgozási és döntési ciklust megvalósító autonóm rendszerek működési elveit és fejlesztési technológiáját. Megtanítjuk az ipari informatikai megoldások modell- és komponensalapú tervezését, a vizuális programozási paradigmát. Bemutatjuk, hogy az ezen elveken alapuló gyors prototípustervező eszközök fejlesztői és implementációs módszereit használva hogyan juthatunk el akár egy óra alatt az ötlettől a beágyazott hardveren futó alkalmazásig, hogyan használhatjuk ki a különféle (HIL, SIL) szimulációs eljárások módszertanát. Nem maradnak ki a rendszerek belső állapotainak becslésre használható eljárások, továbbá a diszkrét eseményű rendszerek felügyeleti irányításának alapvető módszerei sem.

Informatikai rendszertervezés (MIT, 5. félév)

A tantárgy célkitűzése, hogy bemutassa a modell alapú rendszertervezés alapvető folyamatait és eszközeit. Ismerteti a korszerű tervezőeszközök alapjait, a specifikáció- és követelménymodellezés és ellenőrzés alapjait, a szakterület-specifikus nyelvek szerepét, a modellalkotás valamint a verifikáció és validáció folyamatát és technikáit Bemutatja a modellalapú analízis, rendszerintegráció és alkalmazásgenerálás fő területeit is.

Alkalmazásfejlesztési környezetek (AUT, 6. félév)

A tantárgy célkitűzése azon technológiák bemutatása, amelyek elsődlegesen az integratív megközelítésű rendszerépítés számára szolgáltatnak intelligens futtató/végrehajtó platformot. A tantárgy áttekinti a modern operációs rendszerek (Windows, Linux, Android, iOS) nyújtotta támogató univerzális és platform specifikus funkciókat, a különböző nyelvi (pl. Java, C) illetve modellezési paradigma szintű (pl. BPM, MQTT stb.) futtató rendszerek adta támogatást. Bemutatásra kerülnek azok a tervezési és kódgenerálási technikák, amelyek támogatják a többféle futtatóplatformra történő egyidejű fejlesztést. A tantárgy alkalmazási példáit egy komplex rendszer kiválasztott részrendszereiből veszi.

Témalabor

A témalabor során hallgatóink betekinthetnek az ipari informatika alaptechnológiáiba. A tutorial jellegű bevezető foglalkozások a tanszéki szakmai műhelyek bemutatása mellett támpontot adnak a későbbi önálló feladatok kiválasztásához. Ezen túl olyan gyakorlati ismereteket és kompetenciákat adunk át, amelyek birtokában hallgatóink hatékonyan vághatnak bele önálló laboratórium feladatuk megoldásába, vagy a tanszékkel kapcsolatban álló cégeknél végzendő szakmai gyakorlatba.

Oktatók