Course syllabus

010123119-64 การออกแบบระบบฝังตัว (Embedded System Design)

Course Syllabus

Data entry : Dr.Yuenyong Nilsiam
1. Course number and name

010123119-64 การออกแบบระบบฝังตัว (Embedded System Design)

2. Credits and contact hours

3(3-0-6)

3. Instructor’s or course coordinator’s name

Dr.Yuenyong Nilsiam

4. Text book, title, author, and year

  1. Embedded System Design: Methodologies and Issues, Lawrence J. Henschen and Julia C. Lee, 2024

5. Specific course information

  1. brief description of the content of the course (catalog description)
    Comprehensive study of embedded system design methodologies and implementation: system modeling techniques including finite-state machines and Petri Nets; hardware components such as processors, memory systems, and FPGAs; software design including real-time operating systems and scheduling; communication protocols and networking; verification, validation, and testing approaches; safety and reliability considerations; hardware-software integration and optimization; Internet of Things (IoT) applications and architectures. Emphasis on complete system development lifecycle from conceptual design through implementation and deployment.
  2. prerequisites or co-requisites
    010113138-64 Circuits and Electronics
    010123134-64 Computer Organization
  3. indicate whether a required, elective, or selected elective (as per Table 5-1) course in the program
    Required :

6. Specific goals for the course

  1. specific outcomes of instruction (e.g. The student will be able to explain the significance of current research about a particular topic.)
    1. CLO1 Students gain comprehensive understanding of IoT architectures, embedded system modeling methodologies, and concurrency control using finite-state machines and Petri Nets.
    2. CLO2 Students can demonstrate knowledge of hardware components including processors, memory systems, FPGAs, sensors, and actuators for embedded system design.
    3. CLO3 Students understand real-time operating systems, task scheduling algorithms, synchronization mechanisms, and inter-process communication using semaphores.
    4. CLO4 Students can apply verification, validation, and testing methodologies to ensure system safety, robustness, and reliability in embedded applications.
    5. CLO5 Students can analyze and implement communication protocols, networking technologies, and distributed computing architectures including cloud, edge, and local paradigms.
    6. CLO6 Students can design complete embedded systems addressing contemporary IoT challenges including connectivity, scalability, and system integration issues.
  2. explicitly indicate which of the student outcomes listed in Criterion 3 or any other outcomes are addressed by the course.
    ABET Student Outcome (SO) Listed in Criterion 3 Course learning outcome (CLO)
    PO2 : การวิเคราะห์ปัญหาทางวิศวกรรม สามารถระบุปัญหา สืบค้นทางเอกสาร สร้างแบบจำลองรวมตั้งสมการความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรต่าง ๆ เพื่อหาคำตอบ และแก้ไขปัญหาทางวิศวกรรมที่ซับซ้อน จนได้ข้อสรุปเบื้องต้น โดยใช้หลักการและเครื่องมือวิเคราะห์ทางด้านคณิตศาสตร์ วิทยาศาสตร์ และทางด้านวิศวกรรมศาสตร์ ทั้งนี้ ให้คำนึงถึงการพัฒนาที่ยั่งยืนในทุกองค์ประกอบ
    • CLO1 Students gain comprehensive understanding of IoT architectures, embedded system modeling methodologies, and concurrency control using finite-state machines and Petri Nets.
    • CLO2 Students can demonstrate knowledge of hardware components including processors, memory systems, FPGAs, sensors, and actuators for embedded system design.
    • CLO3 Students understand real-time operating systems, task scheduling algorithms, synchronization mechanisms, and inter-process communication using semaphores.
    • CLO4 Students can apply verification, validation, and testing methodologies to ensure system safety, robustness, and reliability in embedded applications.
    • CLO5 Students can analyze and implement communication protocols, networking technologies, and distributed computing architectures including cloud, edge, and local paradigms.
    PO3 : การออกแบบและพัฒนาเพื่อหาคำตอบของปัญหา สามารถหาคำตอบของปัญหาทางวิศวกรรมที่ซับซ้อน และออกแบบระบบงานหรือกระบวนการทางวิศวกรรมตามความต้องการและข้อกำหนดงานโดยคำนึงถึงข้อกำหนดด้านสังคม วัฒนธรรม ความปลอดภัย การอนามัยและสิ่งแวดล้อม มาตรฐานการปฏิบัติวิชาชีพ และการพัฒนาที่ยั่งยืน อาทิ มูลค่าตลอดวัฏจักรชีวิต การปลดปล่อยคาร์บอนสุทธิเป็นศูนย์ และประเด็นทางสิ่งแวดล้อมต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้อง
    • CLO4 Students can apply verification, validation, and testing methodologies to ensure system safety, robustness, and reliability in embedded applications.
    • CLO6 Students can design complete embedded systems addressing contemporary IoT challenges including connectivity, scalability, and system integration issues.
    PO11 : การเรียนรู้ตลอดชีพ ตระหนักถึงความจำเป็น และมีความสามารถในการเรียนรู้ตลอดชีพและพัฒนาตนเองอย่างต่อเนื่อง อาทิ การเรียนรู้ตลอดชีพและการพัฒนาตนเอง การปรับตัวต่อเทคโนโลยีใหม่ ๆ การคิดวิเคราะห์ที่เกี่ยวข้องกับความเปลี่ยนแปลงของเทคโนโลยี
    • CLO6 Students can design complete embedded systems addressing contemporary IoT challenges including connectivity, scalability, and system integration issues.

7. Brief list of topics to be covered
Week Topic Details Activities
1 Introduction to Internet of Things and embedded systems
First stage modeling – modeling interaction between the system and the environment
Finite-state machines
Petri Nets for modeling concurrency and shared resources
Designing systems that are safe and robust
Verification, validation, and evaluation
Testing
Processing elements
Memories
Field-programmable gate arrays
Devices, sensors, and actuators
Operating systems
Scheduling
Low-level communication protocols
Cloud vs. edge vs. local computing
IoT issues
8. Course Assessment
Course assessment Weight score (%) Assessment tools Date
Assignment 20 assignment
Project 20 assignment
Midterm Examination 30 midterm examination
Final Examination 30 final examination

หมายเหตุ - ลำดับเนื้อหาจะมีการปรับเปลี่ยนตามความเหมาะสม