فلش‌کارت‌های آموزشی از صفر تا صد طراحی سیستم‌های تعبیه‌شده: مفاهیم، معماری، پیاده‌سازی و عیب‌یابی (بر اساس کتاب Embedded systems design)

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره از صفر تا صد طراحی سیستم‌های تعبیه‌شده: مفاهیم، معماری، پیاده‌سازی و عیب‌یابی (بر اساس کتاب Embedded systems design)

موضوع کلی: طراحی سیستم‌های تعبیه‌شده

موضوع میانی: معماری و طراحی سخت‌افزار

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مقدمه‌ای بر سیستم‌های تعبیه‌شده
• 2. ویژگی‌ها و کاربردهای سیستم‌های تعبیه‌شده
• 3. تفاوت سیستم‌های تعبیه‌شده و سیستم‌های عمومی
• 4. اجزای اصلی یک سیستم تعبیه‌شده
• 5. سیر تکامل سیستم‌های تعبیه‌شده
• 6. معرفی میکروکنترلرها و میکروپروسسورها
• 7. معماری فون نویمان و هاروارد
• 8. آشنایی با انواع حافظه در سیستم‌های تعبیه‌شده
• 9. مفاهیم پایه ورودی/خروجی (I/O)
• 10. آشنایی با مدارهای منطقی دیجیتال
• 11. گیت‌های منطقی و جدول صحت
• 12. فلیپ‌فلاپ‌ها و رجیسترها
• 13. مبانی سیستم‌های عددی (دودویی، هگزادسیمال)
• 14. طراحی بلاک دیاگرام سیستم‌های تعبیه‌شده
• 15. بلوک‌های اصلی معماری میکروکنترلر
• 16. واحدهای پردازش مرکزی (CPU)
• 17. مجموعه دستورالعمل‌ها و حالت‌های آدرس‌دهی
• 18. سازمان‌دهی حافظه و نقشه‌برداری حافظه (Memory Map)
• 19. آشنایی با رجیسترهای میکروکنترلر
• 20. مقدمه‌ای بر زبان برنامه‌نویسی C برای سیستم‌های تعبیه‌شده
• 21. انواع داده‌ها و عملگرها در C
• 22. ساختارهای کنترلی (if, for, while) در C
• 23. توابع و اشاره‌گرها در C
• 24. دسترسی مستقیم به سخت‌افزار با C
• 25. برنامه‌نویسی اسمبلی (مبانی)
• 26. ابزارهای توسعه: کامپایلر، اسمبلر، لینکر، لودر
• 27. محیط‌های توسعه یکپارچه (IDE)
• 28. مدیریت پشته و فراخوانی توابع
• 29. مفهوم وقفه (Interrupt) و انواع آن
• 30. اولویت‌بندی و مدیریت وقفه‌ها
• 31. نوشتن روتین‌های سرویس وقفه (ISR)
• 32. تأخیرهای زمانی و روش‌های ایجاد آن
• 33. پورت‌های ورودی/خروجی عمومی (GPIO)
• 34. پیکربندی GPIO برای ورودی و خروجی
• 35. پولینگ در مقابل وقفه برای ورودی‌ها
• 36. تایمرها و کانترها: اصول کار
• 37. حالت‌های کاری تایمر: PWM، Input Capture، Output Compare
• 38. تولید سیگنال PWM برای کنترل موتور
• 39. مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال (ADC)
• 40. دقت و سرعت ADC
• 41. مبدل‌های دیجیتال به آنالوگ (DAC)
• 42. ارتباط سریال UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)
• 43. پروتکل SPI (Serial Peripheral Interface)
• 44. پروتکل I2C (Inter-Integrated Circuit)
• 45. مقایسه پروتکل‌های UART, SPI, I2C
• 46. استفاده از DMA (Direct Memory Access) برای انتقال داده
• 47. سنسورها و عملگرها: آشنایی و دسته‌بندی
• 48. راه‌اندازی سنسورهای دما، رطوبت و فشار
• 49. اینترفیس با نمایشگرهای LCD/OLED
• 50. درایورهای موتور پله‌ای و DC
• 51. کی‌پدها و سوئیچ‌ها: روش‌های اتصال
• 52. حافظه‌های جانبی (EEPROM, Flash)
• 53. سیستم‌های مدیریت توان: حالت‌های کم‌مصرف (Low Power Modes)
• 54. طراحی شماتیک و جانمایی اجزا
• 55. اصول طراحی PCB برای سیستم‌های تعبیه‌شده
• 56. اصول طراحی نرم‌افزار تعبیه‌شده
• 57. الگوهای طراحی (Design Patterns) در سیستم‌های تعبیه‌شده
• 58. ماشین‌های حالت (State Machines) برای کنترل
• 59. بافرهای حلقوی (Circular Buffers)
• 60. نوشتن درایورهای دستگاه (Device Drivers)
• 61. معرفی سیستم‌عامل‌های بلادرنگ (RTOS)
• 62. مزایا و معایب استفاده از RTOS
• 63. مفاهیم وظیفه (Task) و مدیریت وظایف
• 64. زمان‌بندی (Scheduling) وظایف در RTOS
• 65. انواع زمان‌بندها: پیشگیرانه و غیرپیشگیرانه
• 66. همگام‌سازی وظایف: مشکل انحصار متقابل
• 67. سمافورها (Semaphores) و استفاده از آن‌ها
• 68. موتیوکس‌ها (Mutexes) و مسئله وارونگی اولویت (Priority Inversion)
• 69. صف‌های پیام (Message Queues) برای ارتباط بین وظایف
• 70. تبادل رویدادها (Event Flags)
• 71. مدیریت حافظه در RTOS
• 72. کنترل خطای زمان اجرا
• 73. طراحی سیستم‌های نرم‌افزاری ماژولار
• 74. ساختار پروژه نرم‌افزاری با RTOS
• 75. استک‌کشی (Stack Overflows) و روش‌های پیشگیری
• 76. برنامه‌نویسی ایمن و مقاوم (Robust Programming)
• 77. الگوهای مدیریت خطا
• 78. ارتباطات شبکه‌ای در سیستم‌های تعبیه‌شده
• 79. پروتکل CAN (Controller Area Network)
• 80. پروتکل اترنت (Ethernet) در سیستم‌های تعبیه‌شده
• 81. TCP/IP در سیستم‌های تعبیه‌شده
• 82. ارتباطات بی‌سیم: Zigbee, Bluetooth, Wi-Fi
• 83. مقدمه‌ای بر امنیت در سیستم‌های تعبیه‌شده
• 84. تهدیدات امنیتی رایج و آسیب‌پذیری‌ها
• 85. روش‌های پیاده‌سازی امنیت: رمزنگاری و احراز هویت
• 86. بوت امن (Secure Boot)
• 87. ابزارهای اشکال‌زدایی سخت‌افزاری (JTAG, SWD)
• 88. دیباگرهای درون-مدار (In-Circuit Debuggers)
• 89. اشکال‌زدایی نرم‌افزاری با ابزارهای IDE
• 90. تحلیل‌گر منطقی (Logic Analyzer) و اسیلوسکوپ
• 91. اصول تست نرم‌افزار تعبیه‌شده
• 92. تست واحد (Unit Testing) و تست یکپارچگی (Integration Testing)
• 93. تست سیستم (System Testing)
• 94. تست پذیرش (Acceptance Testing)
• 95. مدیریت پیکربندی و کنترل نسخه (Version Control)
• 96. طراحی برای قابلیت اطمینان و نگهداری (Reliability & Maintainability)
• 97. مدیریت توان در طراحی سیستم
• 98. مبانی الکترومغناطیس (EMC) و طراحی برای کاهش نویز
• 99. مروری بر استانداردهای طراحی سیستم‌های تعبیه‌شده
• 100. روندها و آینده سیستم‌های تعبیه‌شده