Bachelor's Thesis

Embedded Low-Power Application Context Management Library

Final Thesis 1.02 MB

Author of thesis: Michal Židzik

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Josef Strnadel, Ph.D.

Reviewer: Ing. Marcela Zachariášová, Ph.D.

Abstract:

The main goal of this thesis is to describe dynamic power management on modern microcontrollers and describe the requirements that a generic library for microcontrollers should
meet. Its main goal is to describe the development of an abstract library designed to protect customer-critical data in the event that the microcontroller is turned off. The thesis
describes general library design, important implementation details, and the testing process,
and allows its users to integrate or modify it quickly.

Keywords:

embedded system, microcontroller, internet of things, electricity, power management, energy
consumption, library, NXP, Raspberry Pi Pico, CMake, C language

Date of defence

19.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaCznamka

Grading

C

Process of defence

Student nejprve prezentoval výsledky, kterých dosáhl v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Student následně odpověděl na otázky oponenta a na další otázky přítomných, např. ohledně implementovaných protokolů pro přesun bloků zálohovaných dat či mechanismů zabezpečení. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studenta na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm C - dobře.

Topics for thesis defence

  1. 1. Aké vidíte hlavné bezpečnostné alebo spoľahlivostné riziká pri ukladaní a obnove systémového kontextu po prechode z low-power režimov? Adresuje ich nejak Vaša knižnica?

Language of thesis

Slovak

Faculty

Department

Study programme

Information Technology (BIT)

Composition of Committee

doc. Dr. Ing. Otto Fučík (předseda)
doc. Mgr. Kamil Malinka, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Marta Jaroš, Ph.D. (člen)
Ing. Vladimír Veselý, Ph.D. (člen)
Ing. David Bařina, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Josef Strnadel, Ph.D.

S přihlédnutím k



  • celkově spíše průměrné aktivitě studenta během řešení a dokončování činností souvisejících jak s obtížnějším zadáním, tak se zpracováním technické zprávy,

  • poměrně kvalitnímu a funkčnímu řešení


navrhuji ohodnotit práci studenta a její výsledek stupněm C.

Evaluation criteria Verbal classification
Informace k zadání
  • Zadání považuji za náročnější - dílem stavělo na vědomostech, dovednostech a praktických zkušenostech z předmětů běžného studia na FIT VUT, které si však student musel rozšířit pro práci s kontextem a příkonem vestavných platforem a vývoj multiplatformní knihovny.
  • Za významné považuji body 4 a 6, za stěžejní pak bod 5 zadání - vzhledem k splnění považuji zadání za splněné.
Práce s literaturou

Student prokázal schopnost samostatně využívat vedoucím doporučené i vlastním úsilím nalezené informační zdroje související s řešeným tématem, mj. orientovat se v nich, čerpat z nich a vhodně využívat informace v nich obsažené k řešení daného tématu.

Aktivita během řešení, konzultace, komunikace

Dané téma sice začal student zpracovávat s mírným zpožděním, nicméně poté již řešení průběžně konzultoval a informoval o dílčích pokrocích i dalším směřování řešení. Student pracoval samostatně, na konzultace byl dobře připraven.

Aktivita při dokončování

Výsledek práce studenta (tj. realizační výstup a technická zpráva) mi byl předkládán ke konzultacím s mírným zpožděním; jeho konečná podoba mi však byla předložena v dostatečném předstihu, umožňujícím mi připomínkovat ji před odevzdáním. Ne všechny mé připomínky, zejména k technické zprávě, však byly v odevzdané verzi zohledněny, což je škoda, protože tím utrpěla kvalitativní stránka odevzdaného výsledku.

Publikační činnost, ocenění

-

Points proposed by supervisor: 79

Grade proposed by supervisor: C

Oceňujem snahu študenta riešiť všeobecnú knižnicu pre ukladanie kontextu pri prechodoch do/z low-power režimov, hoci ide o oblasť, kde sú jednotlivé architektúry a princípy riadenia spotreby veľmi rôznorodé. Zadanie bolo v rámci možností splnené a výsledné riešenie bolo vhodne otestované na vybraných platformách.


Práca však obsahuje viacero formálnych a štylistických nedostatkov. Chýba jasnejšie oddelenie teoretického úvodu a analýzy existujúcich riešení. Preto hodnotím známkou C. 

Evaluation criteria Verbal classification Points
Náročnost zadání

Evaluation level: obtížnější zadání

Prácu hodnotím ako náročnejšiu, pretože vyžadovala zorientovanie sa v technikách riadenia spotreby vo vstavaných systémoch z pohľadu HW vrstiev a tiež SW vrstiev. Tvorba univerzálnej knižnice pre rôzne typy HW platforiem je naviac netriviálna úloha, s ohľadom na ich rôznorodosť. Preto sa nedivím, že študent otestoval výsledné riešenie na vybranej skupine platforiem a obmedzenej sade na nich bežiacich aplikácii. Z pohľadu bakalárskej práce to hodnotím ako dostačujúce. 

Prezentační úroveň technické zprávy

Niektoré formulácie, najmä v motivácii práce a v teoretickom úvode nie sú vhodné.

Napr. úvod práce hovorí o ukladaní "citlivých dát", pričom ide skôr o ukladanie kontextu pre obnovu stavu pri prechodoch z vybraných low-power režimov. Úvod tiež zmieňuje, že cieľom je vytvoriť univerzálne riešenie a ihneď na to uvádza, že výsledok funguje na 2 zariadeniach. Toto je z pohľadu čitateľa na začiatku práce veľmi mätúce. 

Kapitola 2, ktorá mala byť teoretickým úvodom o riadení spotreby, nevysvetľuje systematicky základné pojmy. Riadenie spotreby sa rieši od HW úrovne až po SW, cez niekoľko medzi-vrstiev. Pričom napr. vypínanie hodin je iba časťou celkového riešenia. Čo je ale problém je hlavne to, že študent skáče od vysvetľovania pojmov k analýze riadenia spotreby na vybraných zariadeniach, napr. práve v kapitole 2 rieši nastavenie konkrétnych vývojových dosiek a ich power management. Nasleduje kapitola o tvorbe knižníc, ktorá zasa mieša teoretické princípy s analýzou existujúcich riešení. Bolo by dobré, keby toto bolo oddelené.   

V určitom bode práce začne študent pracovať s pojmami Vrstva 1, Vrstva 2, Vrstva 3 navrhovanej knižnice. Chýba vizuálizácia týchto vrstiev, napr. v obrázku 4.1., ktorý popisuje prácu s knižnicou. Alebo obrázok 4.2 má popisovať, ako vrstvy pracujú so zvyškom knižnice, ale nie je jasné.

55
Formální úprava technické zprávy

Študent často vyjadruje svoje subjektívne postoje v priebehu celej práce (napr. "dúfam, že vývojárom toto pomôže", alebo celý úvod kapitoly 4.4) a miestami práca pôsobí neodborne. 

Niektoré obrázky a ukážky kódu sú ďaleko od referencie v texte, napr. obr. 4.2. Vo veľa prípadoch referencia úplne chýba.

65
Realizační výstup

Realizačný výstup je v poriadku a v rámci vybraných platforiem bol vhodne otestovaný. Oceňujem, že študent v závere sám zmieňuje nedostatky svojho riešenia (najmä čo sa týka prvej vrstvy knižnice) a priamo navrhuje niekoľko vylepšení, čo v rámci náročnosti zadania považujem za podstatný záver práce. 

85
Využitelnost výsledků

Z môjho pohľadu je využiteľnosť výsledku obmedzená, s ohľadom na veľké množstvo low-power architektúr, ktoré využívajú diametrálne rozdielne princípy prechodov medzi rôznymi režimami spotreby.  

Rozsah splnění požadavků zadání

Evaluation level: zadání splněno

Zadanie bolo splnené.

Rozsah technické zprávy

Evaluation level: je v obvyklém rozmezí

Rozsah práce je v poriadku.

Práce s literaturou

Študent pracuje s primeranou literatúrou. Analýza existujúcich riešení mohla byť rozsiahlejšia. Odôvodnenie, že informačné zdroje sú často neúplné, nie je postačujúce. Dalo sa ťažiť z publikovaných výsledkov o všeobecných riešeniach prepínania medzi režimami spotreby.

75
Topics for thesis defence:
  1. 1. Aké vidíte hlavné bezpečnostné alebo spoľahlivostné riziká pri ukladaní a obnove systémového kontextu po prechode z low-power režimov? Adresuje ich nejak Vaša knižnica?
Points proposed by reviewer: 70

Grade proposed by reviewer: C

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová