Care 04-101 Cyber Physical Systems 강의 계획

 

Care 04-101 Cyber Physical System 강의 계획 - 평가 방법 추가할 것!!!

 

Cyber Physical Systems 교과목 강의를 위한 안내서를 가상으로 작성합니다. 여기에 소개하는 강의 계획은 공식 교과과정을 예상하여 작성하였습니다. 학생들에게 수업내용에 대한 요약과 수업과정, 실습 과제를 안내하기 위한 문서로만 참고하시기 바랍니다. 역사와 문화, 정치적 상황으로 내용과 일정은 언제든 변할 수 있습니다. 교과목 강의 문의는 메일로 해주세요.

 

Course Description

 

이 과정은 학생들에게 실시간으로 작동하는 임베디드 시스템의 설계, 모델, 분석 및 제어의 기초를 소개합니다. 학생들은 물리적 프로세스를 계산과 결합하는 방법을 배웁니다. 이 과정에는 한 학기 프로젝트에 중점을 둔 라즈베리파이 기반의 강력한 실습 구성 요소가 있습니다.

 

CPS (사이버-물리 시스템)는 시스템의 사이버 및 물리적 부분에 의해 행동이 정의되는 물리적 프로세스와 계산을 통합한 것입니다.

임베디드 컴퓨터와 네트워크는 일반적으로 물리적 프로세스가 계산에 영향을 미치고 그 반대의 경우 피드백 루프를 통해 물리적 프로세스를 모니터링하고 제어합니다.

지적 도전으로서 CPS는 물리적인 것과 사이버의 결합이 아닌 교차에 관한 것입니다. 물리적 구성 요소와 계산 구성 요소를 별도로 이해하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 대신 우리는 그들의 상호 작용을 이해해야 합니다.

 

Cyber Physical Systems 교과목에서 다룰 것으로 예상되는 주제는 다음과 같습니다. 해당 순서는 중요도 순이 아닙니다. 각 하위 구성 요소에 중점을 두십시요. 각 주제는 어려운 내용이지만 우리는 다루는 것으로 의의를 두겠습니다.

 

• 1. 계산 모델 : 유한 상태 기계, 스레드, 상미 분 방정식, 하이브리드 시스템, 행위자, 이산 이벤트, 데이터 흐름
• 2. 기본 분석, 제어 및 시스템 시뮬레이션 : 이중 시뮬레이션, 도달 가능성 분석, 컨트롤러 합성, 근사 연속 시간 시스템.
• 3. 물리적 세계와의 인터페이스 : 센서 / 액추에이터 모델링 및 교정, 여러 실시간 스트림을 처리하는 동시성, 소프트웨어의 수치적 부정확성 처리
• 4. 임베디드 플랫폼에 매핑 : 실시간 운영 체제, 실행 시간 분석, 스케줄링, 동시성
• 5. 분산 임베디드 시스템 : 프로토콜 설계, 예측 가능한 네트워킹, 보안

Prerequisites 선행과목 추천입니다. 상관은 없습니다.

• 4-4011: 디지털 신호 처리
• 4-4012: 하드웨어 소프트웨어 인터페이스에서 프로그래밍
• 학생들은 Unix / Linux 환경에 익숙해야 합니다.

강의시간입니다. 

• 시간 : 화요일과 목요일, 오후 1시 15 분 ~ 오후 2시 35분
• 장소 : 지구 과학 및 수학 (ES) 0019

실습 연구실 안내

• 시간 : 수요일, 11:30 AM ~ 02:30 PM
• 장소 : 지구 과학 및 수학 (ES) 0019

Office Hours:

• 시간 : 화요일 및 목요일, 12:00 ~1:00 PM 예약 가능
• 위치 : 4 공학관 401호

Instructor	Teaching Assistant
교수 소개	조교 소개

*블랙보드 주소

 

Books

 

Required: Edward A. Lee and Sanjit A. Seshia, "Introduction to Embedded Systems, A Cyber-Physical Systems Approach", Second Edition, MIT Press, ISBN 978-0-262-53381-2, 2017, 다운로드 가능.

 

Introduction to Embedded Systems, A Cyber-Physical Systems Approach

 

Highly Recommended: Derek, Molloy, "Exploring Raspberry Pi : Interfacing to the Real World with Embedded Linux", Wiley, ISBN 978-1-119-18868-1, 2016.

 

Exploring Raspberry Pi : Interfacing to the Real World with Embedded Linux

 

Further Reference:

1. Rajeev Alur, "Principles of Cyber-Physical Systems", MIT Press
2.  
3. Danda B. Rawat, Joel J.P.C. Rodrigues, Ivan Stojmenovic, "Cyber-Physical Systems: From Theory to Practice", CRC Press

 

등급 정보

• 랩 (완료 전 및 완료 후)-10 %
• 숙제-15 %
• 중기-25 %
• 최종 시험-25 %
• 프로젝트 제안-5 %
• 최종 프로젝트-20 % [모델 : 20 %, 디자인-20 %, 분석-20 %, 서면 보고서-20 %, 최종 발표-20 %]

등급 척도

• A : 100-95 점 A- : 94-90 점
• B + : 89-87 점 B : 86-84 점 B- : 83-80 점
• C + : 79-77 점 C : 76-73 점 C- : 72-70 포인트
• D + : 69-67 포인트 D : 66-63 포인트 D- : 62-60 포인트
• E : 59 포인트 이하

Policies

 

Assignments: 과제는 학내 올라인 강의 게시판 Hanyang Blackboard에 게시됩니다. 마감 시한을 넘긴 과제는 허용되지 않습니다. 모든 과제는 Blackboard의 마감일 오후 11:59까지 마감됩니다.(달리 지정되지 않은 경우). 성적에 대한 재 채점 요청은 해당 과제에 대한 성적을 게시한 후 영업일 기준 최대 5일까지 고려됩니다. 5일이 지난 후에는 재 등급 요청이 접수되지 않습니다. 숙제를 위해 학생들 간 협력해서는 안됩니다. 과제를 내지 않거나, 주장이 강한 것도 의사 표현의 방법입니다. 

 

Academic Honesty and Overall Regulations: 모든 학생은 대학의 학업 정직 표준에 익숙해질 책임이 있습니다. 표절 및 학업 부정직 행위는 용납되지 않으며 UAlbany의 대학원 / 학부 교육 기관에 보고 됩니다. 학부 게시판 또는 대학원 게시판에서 학업 무결성 및 정책의 표준을 읽으십시오.

 

Lab

 

Hardware: 랩에는 Raspberry Pi를 사용합니다.

• Raspberry Pi Kit : 부서에서 Pi Kit를 확인하고 작업하려면 매일 실험실에 가져와야 합니다. 또한 실험실에서 매일 노트북을 가져와야 합니다. 학기가 끝나면 키트를 학과에 반납해야 합니다. 라즈베리 파이 키트를 받으려면 Deneen Rogers 부서장에게 연락하십시오.
• 센서 키트 : Amazon 또는 Adeept 웹 사이트 에서이 센서 키트를 구입해야 합니다. 이 키트는 매일 실험실에 가져와야 합니다.

Software: Raspbian OS에서 C / C ++, bash 스크립트 및 Python을 사용합니다.

 

Lab Manual: 랩에서는 랩 매뉴얼을 사용합니다(제공 예정). 참조 용으로 BCM2837 데이터 시트를 사용하십시오.

 

Project

 

이 프로젝트는 위 과정 안내에서 논의된 자료를 바탕으로 한 학기의 긴 작업입니다. 학생들은 두 그룹이나 팀별 작업을 수행하도록 권장됩니다. 강사와 만나 업무 시간 동안 프로젝트의 범위와 이정표에 대해 논의합니다. 프로젝트는 최종 성적의 25 %, 제안서 제출의 경우 5 %, 최종 제출의 경우 20 %로 구성됩니다.

 

구매한 키트에서 프로젝트에 Raspberry Pi와 센서 및 액추에이터 세트를 사용할 것으로 예상됩니다. 프로젝트에는 사이버 물리 시스템을 보여주는 모델, 설계 및 분석 구성 요소가 있어야 합니다. 수업 중 마지막 프레젠테이션은 프로젝트에 대한 각 학생의 기여를 명확하게 설명해야 합니다. 프로젝트 제안과 최종 제출은 모두 IEEE 회의 형식으로 작성되어야 합니다. 프로젝트 제안은 2 페이지를 초과할 수 없습니다.

 

참고 : 작년의 샘플 프로젝트 보고서 첨부자료와 최종 발표자료(제공 예정)

 

Course Calendar  

여행 일정, 자료 진행 및 예상치 못한 이벤트에 따라 변경될 수 있습니다. 

 

Week 주차	Date	Lecture Topic	Lab Topic	Other Topic
1	Aug 27	Introduction	No lab on first week.
2		Input and Output	Lab 1: Basic I/O: Pseudo File System.
3	Sep 3	Model Based Design	Lab 2: Basic I/O: Address Map.	Submit Project Title, Short Scope of Project and Team
4		Dynamic Models	Lab 3: Analog Output
5		Sensors and Actuators	Lab 4: Analog Input
6	Oct 1	Communication	Lab 5: SPI
7		Architecture	Lab 6: I2C
8		Midterm Project Presentation	Lab 7: ADC
9		Discrete Dynamics	Lab 9: Stepper Motor	Project Proposal Due (use IEEE conference style in LaTeX, max 2 pages)
10		Scheduling	Lab 10: Servo Motor
11	Nov 6	Deadline-based Scheduling	Lab 12: Work on Final Project
12		Feedback Control
13		Security
14		Kalman Filter
15	Dec 3	Revision	Final Project Presentation	Final Project Report Due (use IEEE conference style in LaTeX, max 5 pages)
16		Final Examination (8:00am-10:00am)

 

Projects Example:( 프로젝트 완료 보고서 제공 예정)

• Project 1: An Infant Monitor with Remote Temperature Sensor (Report, Slides).
• Project 2: Self Adjusting Antenna Array (Report, Slides). Project
• Project 3: Smart Home Garden applying Hydroponics (Report, Slides). Project
• Project 4: Gesture Controlled Drone (Report, Slides). Project
• Project 5: CSAT - Car Safety Assessment Tool (Report, Slides).  

 

한 학기의 긴 여정을 함께 하게 되어 영광입니다. 우리의 항해가 순조롭게 출항하여, 거세게 항해하고, 평화로운 항구에 도착하기를 바랍니다. 우리는 행동함으로써 과정과 결과, 성취와 실망감, 도전과 응전의 모든 것을 가질 자격이 있습니다. 여러분과 저의 건승을 기원합니다.

 

 

University at Albany