2021년 바라미 아두이노 세미나

Mar 20, 2022 임베디드 세미나

2021년도 한양대학교 학술소모임 바라미에서 진행한 아두이노 세미나의 세부 내용과 강의 자료

강의 계획

모든 아두이노 API와 가능한 많은 칩셋 주변 장치 사용해보기
라이브러리는 아두이노 표준 API를 제외하고는 최대한 지양하고 직접 구현 (예: 특정 센서 통신 시 라이브러리를 가져다 쓰기보다는 직접 통신 로직 구현)
C++은 최대한 배제하고 C 위주 코드로 진행 (학습 난이도 최대한 낮추기)
바라미 작품과 연계되기 쉽게 아두이노와 PC와 통신(python 프로그램과 시리얼 통신) 또는 인터넷 경유 통신(REST API 또는 MQTT)까지 포함
더욱 깊은 임베디드 응용과 운영체제, 컴퓨터구조 연계를 위한 FreeRTOS 포함
가능한 경우 스터디에서 팀 구성하여 작품 제작
ARM 아키텍처 기반 보드 (Arduino Due) 사용 (RTOS 사용 및 추세 고려)
필요한 센서와 모듈, 보드등은 BOM을 공유하여 각자 구매 또는 공동 구매 병행 (3 ~ 5만원대 목표)
1차시에 90~120분, 주로 저녁 시간대에 진행
방역지침 준수하여 가능한 현장에서 진행하고, 동시에서 녹화해서 영상으로도 제공

seminar plan table

강의자

김정현(kimdictor@gmail.com) : 한양대학교 전기공학전공 17학번, 바라미 25기, 18년도 회장
박제윤(jeyunp@hanyang.ac.kr) : 한양대학교 융합전자공학부 19학번, 바라미 27기, 20년도 회장

강의 자료

강의 동영상

강의 내용

각각의 차시가 다루고 있는 내용들을 질문으로 표현해보았습니다. 질문에 답할 수 있다면 해당 차시는 듣지 않으셔도 됩니다.

1차시

우리가 아두이노를 위해 작성한 코드는 어떤 과정을 거쳐 컴파일, 빌드, 링크되어 최종적으로 아두이노에서 실행될까요?
아두이노 API의 구조?
하드웨어와 HAL, OS, 애플리케이션의 계층 구조?
Due 보드의 상세 스펙?
SAM3X8E 칩셋의 주변장치와 구조?
Cortex-M3 코어와 ARM 명령어의 간단한 구조?
CPU 구조? (레지스터와 ALU, 메모리, PC는 무엇인가요?)

2차시

아두이노 API에서 디지털 IO를 담당하는 6가지 함수들은 무엇인가요?
시프트 레지스터는 무엇인가요?
delay 함수는 어떤 방식으로 구현되나요?
millis 함수로 delay 함수를 대체할 수 있나요? 가능하다면 어떤 방식으로 구현할까요? (시스템 틱은 무엇인가요?)
지연을 구현하는 또 다른 방법이 있을까요?

3차시

병렬 통신과 직렬 통신의 차이는 무엇인가요?
UART는 무엇인가요?
SAM3X8E의 UART 장치 규격은 어떻게 되나요?
아두이노 Serial API에 대해 설명할 수 있나요? 다음을 설명해보세요 : Serial 객체의 참 여부 / available, availableForWrite, begin, print, println, write, serialEvent, read, flush, find, findUntile, peek, readBytes, readBytesUntil, readString, readStringUntil, parseInt, parseFloat, setTimeout 함수
아스키 코드는 무엇인가요?

4차시

아날로그 신호와 디지털 신호의 차이는 무엇인가요?
펄스 변조는 무엇인가요? PWM은 무엇인가요?
ADC와 DAC에 대해 설명해보세요. 각각의 장치는 어떤 원리로 구현되나요?
아날로그 신호가 디지털 신호로 변환되는 과정은 무엇인가요?
아두이노의 아날로그 IO API를 설명해보세요 : analogWrite, analogRead, analogWrite 함수

5차시

C언어의 변수형은 어떤것이 있나요?
C언어의 const, extern, static, volatile 한정자는 무엇인가요?
C언어의 문자열 조작 함수는 어떤 것이 있나요?
C언어의 수학/난수 함수는 어떤 것이 있나요?
아두이노의 키보드, 마우스 API는 어떤 일들을 수행하나요? API를 구성하는 함수는 어떤 것이 있나요?

6차시

인터럽트는 무엇인가요? 폴링과 차이는 무엇인가요?
ARM에서, 예외와 벡터 테이블은 무엇인가요?
SAM3X8E의 인터럽트 원천에는 무엇이 있나요?
NVIC는 무엇인가요?
인터럽트를 처리하는 API에는 무엇이 있나요?
아두이노 인터럽트 API에 대해 설명해보세요.
인터럽트 서비스 루틴 (ISR)은 무엇인가요?
ISR을 구현할 때 어떤 점을 주의해야 할까요?
타이머는 무엇인가요?
SAM3X8E의 타이머 카운터(TC)에 대해 설명해보세요.
아두이노에서 Timer를 처리하기 위한 API는 무엇이 있나요? DueTimer 라이브러리는 무엇인가요?

7차시

I2C와 SPI 통신은 무엇인가요? 서로의 차이점은 무엇인가요?
각각의 통신은 어떤 방식으로 장치를 제어할까요?
SAM3X8E의 I2C, SPI 장치의 규격은 어떻게 되나요?
아두이노의 I2C, SPI API를 설명해보세요.

8차시

임베디드 소프트웨어 구조에 대해 설명해보세요 : 라운드-로빈, 인터럽트 라운드-로빈, 함수 큐 스케줄링, RTOS
RTOS는 무엇인가요? GPOS와의 차이점은 무엇인가요?
POSIX는 무엇인가요? 윈도우OS는 실시간성을 얻을 수 있나요?
스케줄링은 무엇인가요? 스케줄링 방식에는 어떤 종류가 있나요?
FreeRTOS와 구성요소에 대해 설명해보세요.
틱(Tick), 태스크(Task), 세마포어, 큐는 무엇이고 왜 사용할까요?
프로그램의 메모리 세그먼트 구조는 무엇인가요?
동적, 정적 할당은 무엇이고 어떤 차이가 있나요? 임베디드에서 동적 할당을 사용해도 되나요?
커널 패닉은 무엇이고 왜 발생할까요?
경쟁 상태와 교착 상태는 무엇인가요?

아두이노 바라미

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