Embeded Systems
نشر 19 فبراير 2025المدة الزمنية
#
* تفاصيل جهة الاعتماد ورقم الاعتماد .
التخصصات
الهندسةالفئات الفرعية
هندسة مدنيةالهدف العام البرنامج:
تعريف المتدربين بمفهوم الأنظمة المدمجة، مكوناتها، وآلية عملها. الدورة تهدف إلى تمكين المتدربين من فهم كيفية تصميم وبرمجة الأنظمة المدمجة التي تتضمن المكونات المادية (hardware) والبرمجية (software) التي تتفاعل مع بعضها البعض.
محاور البرنامج:
- تعريف الأنظمة المدمجة
- خصائص الأنظمة المدمجة
- تطبيقات الأنظمة المدمجة في الحياة اليومية (مثل الأجهزة المحمولة، السيارات، الأجهزة المنزلية الذكية، والروبوتات)
- الفرق بين الأنظمة المدمجة والأنظمة التقليدية
- المعالجات الدقيقة (Microcontrollers) والمعالجات الرقمية (Microprocessors)
- الذاكرة (RAM, ROM, Flash, EEPROM)
- أجهزة الإدخال والإخراج (Sensors, Actuators, Buttons, LEDs)
- واجهات الاتصال (GPIO, UART, I2C, SPI)
- مستشعرات وأجهزة الإدخال المختلفة
- لغة C و C++ في البرمجة للنظام المدمج
- أسس البرمجة باستخدام C لكتابة الأكواد الخاصة بالمعالجات الدقيقة
- إدارة الذاكرة والتحكم في موارد النظام
- كتابة الأكواد الخاصة بالتفاعل مع الحساسات وأجهزة الإدخال/الإخراج
- واجهات الاتصال المختلفة: GPIO، SPI، I2C، UART
- استخدام الحساسات (مثل حساس الحرارة، حساس الحركة، الحساسات البيئية)
- تحكم في المحركات والأجهزة الأخرى عبر الأنظمة المدمجة
- تحليل واستخدام إشارات التناظرية والرقمية
- الفرق بين الأنظمة التقليدية وأنظمة التشغيل في الأنظمة المدمجة
- مقدمة لأنظمة التشغيل الحقيقية في الزمن الحقيقي (RTOS)
- إدارة المهام والعمليات في RTOS
- التعامل مع المواعيد الزمنية (Timing) والمزامنة بين المهام
- مراحل تصميم النظام المدمج من الفكرة حتى التنفيذ
- الأدوات المستخدمة في تصميم الأنظمة المدمجة (مثل: IDEs، محاكيات)
- اختبارات النظام المدمج: اختبارات الوحدة (Unit Testing)، واختبارات التكامل (Integration Testing)
- استراتيجيات تصحيح الأخطاء (Debugging) وتحليل الأداء
- قيود الذاكرة والطاقة
- إدارة الوقت (Time Management) والأداء
- تحسين الكود لتقليل استهلاك الطاقة
- ضمان الاستقرار والموثوقية في الأنظمة المدمجة
- تصميم تطبيقات حقيقية باستخدام الأنظمة المدمجة
- مشروع نظام تحكم في الأجهزة باستخدام ميكروكنترولر (مثل Arduino أو Raspberry Pi)
- تصميم أجهزة ذكية مثل أضواء ذكية، أنظمة مراقبة، أو روبوتات بسيطة
- استخدام الحساسات لتنفيذ مهام مثل قياس درجة الحرارة أو الرطوبة
- بروتوكولات الاتصال اللاسلكي (Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee)
- تكامل الأنظمة المدمجة مع الشبكات أو الإنترنت (Internet of Things – IoT)
- الأنظمة المدمجة في الذكاء الصناعي والروبوتات
- تطور أنظمة المدمجة في صناعة السيارات (مثل السيارات الذاتية القيادة)
- استخدام الأنظمة المدمجة في الصحة والرعاية الطبية
- مراجعة شاملة للمفاهيم والأدوات التي تم تعلمها
- مناقشة المشاريع النهائية وتقييم الأداء
- تقديم المشورة حول كيفية التقدم في مجال الأنظمة المدمجة ومجالات العمل المتاحة
الأهداف التفصيلية للبرنامج:
- تعريف الأنظمة المدمجة وتوضيح أهميتها في الحياة اليومية والصناعات المختلفة.
- فهم الفرق بين الأنظمة المدمجة والأنظمة التقليدية.
- تحديد التطبيقات العملية للأنظمة المدمجة في المجالات مثل السيارات، الأجهزة المنزلية الذكية، الرعاية الصحية، والطائرات بدون طيار (الدرونز).
- تعلم كيفية عمل المعالجات الدقيقة (Microcontrollers) والمعالجات الرقمية (Microprocessors) داخل النظام المدمج.
- التعرف على المكونات الأساسية مثل الذاكرة (RAM, ROM, Flash) والأجهزة الطرفية (مثل الحساسات والمشغلات).
- فهم كيفية التواصل بين هذه المكونات لتحقيق وظائف معينة.
- تعلم كيفية كتابة برامج للنظام المدمج باستخدام لغة C و C++.
- فهم استخدام المؤشرات، الذاكرة الديناميكية، والتحكم في الذاكرة بشكل فعال.
- تعلم كيفية التعامل مع وقت التشغيل (Runtime) وتحسين الكود للأنظمة المدمجة.
- فهم كيفية استخدام واجهات الاتصال المختلفة مثل GPIO، UART، I2C، SPI.
- تعلم كيفية برمجة الأنظمة للتحكم في الحساسات (مثل درجة الحرارة، الحركة، الضوء) والمحركات.
- إتقان كيفية قراءة البيانات من الأجهزة وتفسيرها باستخدام الأنظمة المدمجة.
- تعلم كيفية عمل أنظمة التشغيل المدمجة في الزمن الحقيقي (RTOS) وإدارة المهام المتعددة.
- معرفة كيفية جدولة المهام، وإدارة الذاكرة، وتنظيم الوقت داخل الأنظمة المدمجة.
- فهم كيفية تحسين أداء النظام المدمج من خلال استخدام أنظمة التشغيل في الزمن الحقيقي.
- تعلم كيفية اختبار الأنظمة المدمجة باستخدام أدوات المحاكاة واختبار الأجهزة.
- فحص أداء النظام واكتشاف الأخطاء (Debugging) باستخدام تقنيات محددة مثل المحاكيات (Simulators) والأنظمة المدمجة الحية.
- تعلم طرق تحليل الأخطاء في الأنظمة المدمجة وتحسين الكود لتقليل استهلاك الطاقة وزيادة الكفاءة.
- تعلم تصميم الدوائر الكهربائية البسيطة التي تعمل مع الأنظمة المدمجة مثل دوائر الإضاءة، المحركات، والحساسات.
- فهم مبادئ الإلكترونيات الأساسية مثل التيار، الفولت، المقاومة، وقوانين كيرشوف.
- فهم قيود الذاكرة، المعالجة، والطاقة التي تحد من أداء النظام المدمج.
- تعلم كيفية تحسين استهلاك الطاقة دون التأثير على أداء النظام.
- تطبيق تقنيات لتقليل حجم الذاكرة وتحسين أداء البرمجيات.
- تعلم عن التقنيات الجديدة مثل إنترنت الأشياء (IoT) وكيفية تطبيق الأنظمة المدمجة في هذا المجال.
- دراسة تقنيات الاتصال اللاسلكي مثل Wi-Fi وBluetooth في الأنظمة المدمجة.
- فهم تأثير التطورات في الذكاء الاصطناعي (AI) على تصميم الأنظمة المدمجة.
- تصميم وتنفيذ مشروع عملي باستخدام الميكروكنترولر والتحكم في الأجهزة عبر الأنظمة المدمجة.
- تطبيق ما تم تعلمه من نظرية وتجربة في مشروع حقيقي مثل بناء جهاز ذكي أو روبوت بسيط.
- تقييم ومراجعة المشروع من حيث الأداء، الكفاءة، والموثوقية.
- تشجيع المتدربين على متابعة أحدث التطورات في مجال الأنظمة المدمجة من خلال المؤتمرات، المقالات العلمية، والمجتمعات التقنية.
- تعلم كيفية بناء شبكة من المهنيين في هذا المجال والتعاون معهم.
