bakalářská práce

Digitální záznamová jednotka s prevencí ztráty dat při výpadku napájení

Text práce 9.41 MB

Autor práce: Bc. Tomáš Dolák

Ak. rok: 2024/2025

Vedoucí: Ing. Václav Šimek

Oponent: Ing. Josef Strnadel, Ph.D.

Abstrakt:

Tato závěrečná práce se zabývá návrhem a vývojem digitálního záznamníku s prevencí ztráty dat při výpadku napájení. Hlavní pozornost je věnována výběru vhodných komponent, návrhu a implementaci firmwaru záznamníku, konstrukci expanzní desky s potřebnými součástkami a testování výsledného zařízení. Vyvinutý záznamník bude využíván v Qi certifikačních laboratořích pro záznam dat z bezdrátových nabíječek podporovaných společností NXP Semiconductors. Díky své univerzálnosti však může být po úpravě použit i pro záznam dalších typů dat v různých aplikacích.

Klíčová slova:

vestavěné zařízení, digitální záznamník, návrh expanzní desky, zálohované napájení, prevence ztráty dat, SDHC karta, FAT souborový systém

Termín obhajoby

19.06.2025

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaAznamka

Klasifikace

A

Průběh obhajoby

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 přítomných. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studenta na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm A.

Otázky k obhajobě

  1. Odůvodněte použití stejné velikosti odporu (1 kOhm) u rezistorů R12 i R14 v Obr. 4.7, str. 52 technické zprávy.
  2. Jaká je horní hranice garantovaného množství dat, která dokáže realizovaný záznamník přesunout z volatilní (RAM) do nevolatilní paměti (SD karta), dojde-li k výpadku napájecího napětí?
  3. Jak by se dala momentálně používaná 1s granularita časové značky záznamů zjemnit, aby bylo lépe rekonstruovatelné časové uspořádání zaznamenávaných událostí?
  4. Jak velký problém z hlediska odolnosti vůči výpadku napájecího napětí může v praxi představovat cca 16,5s čekání na dostatečné nabití (super)kondenzátoru?
  5. Jaké data se zaznamenávají?

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Fakulta informačních technologií

Ústav

Ústav počítačových systémů

Studijní program

Informační technologie (BIT)

Složení komise

prof. Ing. Lukáš Sekanina, Ph.D. (předseda)
Ing. Marcela Zachariášová, Ph.D. (člen)
Ing. Tomáš Milet, Ph.D. (člen)
Ing. Miloš Musil, Ph.D. (člen)
Ing. Petr Veigend, Ph.D. (člen)

Posudek vedoucího
Ing. Václav Šimek

I když vedoucímu úplně nepřísluší hodnotit kvalitu dosažených výsledků či technické zprávy, rozhodně musím ze své pozice studenta pochválit za velmi pečlivé zdokumentování celého projektu. Rovněž i technická stránka projektu je dle mého názoru na velmi dobré úrovni, přičemž významnou složkou zde byla zejména implementace obslužného firmware pro záznamník dat. V souhrnu navrhuji hodnocení stupněm A - výborně, 92 bodů.

Kritérium hodnocení Slovní hodnocení
Informace k zadání

V případě této bakalářské práce se jedná o firemní zadání vypsané ve spolupráci se společností NXP. Projekt si klade za cíl návrh a technickou realizaci jednotky pro záznam dat při testování vestavěných systémů. Část aktivit je věnována obvodové realizaci, nicméně stěžejní objem práce připadá na implementaci obslužného firmware. Požadavky stanovené zadáním byly splněny v celém rozsahu a výsledkem je funkční zařízení využitelné v reálných podmínkách. Vše je navíc velmi podrobně zdokumentováno.
Práce s literaturou

Na začátku projektu byly studentovi byly doporučeny některé z výchozích informačních zdrojů. Zbývající si pak dohledal již ve vlastní režii, přičemž jejich výběr byl konzultován. I přes poměrně velký počet uváděných informačních zdrojů byly tyto využity účelně.
Aktivita během řešení, konzultace, komunikace

Vzájemná komunikace i samotná aktivita studenta v průběhu řešení bakalářské práce byla na výborné úrovni. Prezenčních konzultací proběhlo minimum, poněvadž většinu záležitostí bylo možné řešit vzdáleně. Student iniciativně navrhoval řešení technických problémů a prokázal schopnost samostatné práce.
Aktivita při dokončování

Realizační výstup této bakalářské práce byl dokončen v určitém předstihu oproti stanovenému termínu. Ve zbývajícím čase proběhlo i několik revizí technické zprávy.
Publikační činnost, ocenění

V souvislosti s řešením této bakalářské práce mi není známa další publikační činnost nebo zisk případných ocenění.
Výsledný počet bodů navržený vedoucím: 92

Známka navržená vedoucím: A

Posudek oponenta
Ing. Josef Strnadel, Ph.D.

Výsledek práce studenta (tj., realizační výstup a technickou zprávu) souhrnně považuji za nadprůměrně kvalitní a navrhuji jej ohodnotit stupněm B, což odůvodňuji takto:



  • zadání považuji za obtížnější,

  • realizační výstup hodnotím jako nadprůměrně kvalitní a, až na okrajovou výtku, funkční dle požadavků zadání a, až na výtky k formální úpravě technické zprávy a práci s literaturou v ní (viz výše), také jako nadprůměrně kvalitně zdokumentovaný.

Kritérium hodnocení Slovní hodnocení Body
Náročnost zadání

Stupeň hodnocení: obtížnější zadání

  • Zadání považuji za obtížnější, zejména kvůli požadavkům reakce na krátkodobý výpadek napájení (bod 1 zadání), tvorby desky plošných spojů (bod 4 zadání) a otestování vlastností záznamníku (bod 6 zadání) - tyto požadavky mohly být kvalitně splněny jen díky uváženému rozvržení realizačních činností v čase.
  • Další požadavky zadání považuji za průměrně náročné, tj. zvládnutelné pomocí vědomostí a zkušeností získaných během dosavadního studia na FIT VUT.
Prezentační úroveň technické zprávy
  • I přes výhrady uvedené v části Rozsah technické zprávy (viz výše) je technická zpráva (TZ) vhodně strukturovaná, její části na sebe vhodně navazují a přispívají k její velmi dobré čitelnosti i k velmi dobré představě o prostředcích, způsobu a výsledku řešení.
  • Souhrnně nemám k prezentační úrovni TZ vážnější výhrady a hodnotím ji jako nadprůměrně kvalitní.
 90
Formální úprava technické zprávy

Úroveň typografické a jazykové stránky technické zprávy považuji za velmi dobrou - z nedostatků stojí za zmínku snad jen poměrně častá "bílá místa" v textu, občasné překlepy popř. nadměrná velikost či špatná čitelnost některých obrázků.

 80
Realizační výstup
  • Zadáním požadovaný realizační výstup (RV) má dvě části - hardwarovou (viz bod 4 zadání) a softwarovou (viz bod 5 zadání).
  • Realizace obou částí je kvalitně zdokumentována v kapitolách 4 a 5 technické zprávy (TZ), doplněných o další detaily v kapitole 6 TZ.
  • Oceňuji, že při vývoji software i hardware autor zohledňoval, v podstatě nad rámec zadání a pro zvýšení kvality RV, i budoucí udržovatelnost a rozšiřitelnost RV, konkrétně např. zavedením přehledné konvence pro pojmenování proměnných a využitím Doxygen komentářů ve zdrojových souborech, možnosti konfigurace ladicích/informačních výpisů či úsilí o soulad s MISRA-C u firmware či přípravě desky plošných spojů pro osazení GPS modulu či druhého (super)kondenzátoru.
  • Souhrnně považuji RV za zdařilý a prakticky využitelný a, až na okrajovou výtku k části D bodu 2 zadání (viz výše), také za splňující požadavky zadání.
 95
Využitelnost výsledků

Z technické zprávy plyne, že výsledek práce plánuje být využit firmou NXP Semiconductors Czech Republic, s.r.o.
Rozsah splnění požadavků zadání

Stupeň hodnocení: zadání splněno s drobnými výhradami

Až na výhradu k nesplnění požadavku přímé obsluhy skrze ovládací prvky (viz část D bodu 2 zadání) považuji zadání jako celek za splněné - výhrada se týká absence skutečnosti, kterou považuji z hlediska množství s ní souvisejících realizačních činností a z hlediska využitelnosti celku za okrajovou a, v případě potřeby, snadno doplnitelnou.
Rozsah technické zprávy

Stupeň hodnocení: je v obvyklém rozmezí

  • Rozsah technické zprávy (TZ) považuji za obvyklý - TZ obsahuje veškeré podstatné informace k řešené problematice i realizačnímu výstupu (RV).
  • Mnohá, z hlediska zvoleného přístupu k řešení zadání, okrajová témata jsou však v TZ prezentována zbytečně podrobně (viz např. části 2.6.2, 2.6.3, 3.3.1, 3.3.2, 3.4.1, 3.4.2, 3.5.1, 3.5.2, 3.5.3, 3.6.2), což sice navyšuje počet stran technické zprávy, ale nezvyšuje její informační hodnotu, čitelnost a pochopitelnost z pohledu čtenáře/čtenářky TZ.
Práce s literaturou
  • Informační zdroje použité v technické zprávě jsou, vzhledem k tématu a zadání práce, vhodně zvoleny, pokrývají problematiku řešenou v rámci práce a v technické zprávě je na ně odkazováno způsobem umožňujícím řádné odlišení prvků vlastních od převzatých.
  • Vytknout lze snad poměrně velké množství (70) informačních zdrojů v části Literatura - mnohé z těchto zdrojů jsou však citace týkající se okrajových témat (viz výše, výtka v části Rozsah technické zprávy), další z nich, sloužící k odkazu na doplňkovou informaci, pak mohly být v TZ umístěny spíše poblíž místa odkazu na ně, např. s využitím poznámky pod čarou.
 75
Otázky k obhajobě:
  1. Jak by se dala momentálně používaná 1s granularita časové značky záznamů zjemnit, aby bylo lépe rekonstruovatelné časové uspořádání zaznamenávaných událostí?
  2. Odůvodněte použití stejné velikosti odporu (1 kOhm) u rezistorů R12 i R14 v Obr. 4.7, str. 52 technické zprávy.
  3. Jaká je horní hranice garantovaného množství dat, která dokáže realizovaný záznamník přesunout z volatilní (RAM) do nevolatilní paměti (SD karta), dojde-li k výpadku napájecího napětí?
  4. Jak velký problém z hlediska odolnosti vůči výpadku napájecího napětí může v praxi představovat cca 16,5s čekání na dostatečné nabití (super)kondenzátoru?
Výsledný počet bodů navržený oponentem: 85

Známka navržená oponentem: B

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová