Описание

Инженер умных устройств использует технологии Интернета вещей (Internet of things) для разработки гаджетов для дома, промышленных летательных аппаратов и беспилотных автомобилей. Таких специалистов также называют разработчиками встраиваемых систем или embedded-разработчиками. Они пишут код, работают с микроконтроллерами и умеют паять компоненты для умных устройств.

Новичкам
Научитесь разрабатывать устройства на базе микроконтроллеров. Сможете самостоятельно создавать сеть умных гаджетов.
Инженерам и специалистам по ремонту
Восполните недостающие знания: освоите C, разработку и отладку ПО. Расширите экспертизу и сможете развивать карьеру в IoT.
Специалистам из других сфер IT
Освоите навыки инженерии и получите специализацию в IoT. Перейдете в перспективное направление и повысите уровень дохода. В первой четверти вы освоите программирование на С. Научитесь работать с монтажным оборудованием (печатные платы, паяльник, резисторы) и разработаете свое первое электронное устройство. Также вы начнете знакомство с микроконтроллерами на примере простых в освоении устройств итальянской марки Arduino.
1. Введение в профессию (6 часов обучающего контента, 8 часов практики)

• Кто такой разработчик встраиваемых систем
• Этапы разработки устройств
• Базовые знания по физике
• Знакомство с методом пайки

2. Linux. Рабочая станция (12 часов обучающего контента, 32 часа практики)

• Введение. Установка ОС.
• Настройка и знакомство с интерфейсом командной строки.
• Пользователи. Управление Пользователями и группами.
• Загрузка ОС и процессы.
• Устройство файловой системы Linux. Понятие Файла и каталога.
• Введение в скрипты bash. Планировщики задач crontab и at.
• Управление пакетами и репозиториями. Основы сетевой безопасности.
• Введение в docker.

3. Программирование на С. Базовый уровень (20 часов обучающего контента, 62 часа практики)

• Введение в язык С
• Двоичная и шестнадцатеричная системы счислений.
• Константы. Типы данных, часть 1.
• Операторы и выражения языка С. Функции (объявление, вызов).
• Переменные. Типы данных (примитивные типы, строки, структуры).
• Управляющие операторы.
• Функции. Работа с памятью.
• Типы данных, часть 2. Основы объектно-ориентированного подхода к программированию. Пользовательские типы данных.
• Структура программы на языке С.
• Препроцессор.
• IDE и средства разработки.
• Стандартные библиотеки языка С.
• Курсовой проект. Программная утилита, реализующая интерфейс расчетов температурных режимов в доме.

4. Основы электроники (15 часов обучающего контента, 50 часов практики)

• Схемотехника. Знакомство с основными компонентами и инструментами.
• Расчеты различных соединений. Теория и практика.
• Транзисторы. Теория и практика.
• Подключение и управление различными нагрузками.
• Ток. Источники питания и фильтры. Гальваническая развязка.
• Линейные преобразователи. Современные LDO. ШИМ.
• Операционный усилитель. Логические компоненты, часть 1.
• Логические элементы, часть 2.
• Закрепление теории и практика.
• Подготовка к курсовой работе. Генератор случайного числа на семисегментных индикаторах

5. Arduino. Проектирование устройств (12 часов обучающего контента, 42 часа практики)

• Знакомство с Arduino
• Обзор доступных сенсоров. АЦП. Считывание данных. Получение данных с потенциометра и оценка угла поворота его ручки. Простая фильтрация.
• Обзор доступных средств индикации (светодиоды, светодиодные матрицы, дисплеи).
• Динамическая индикация.
• Интерфейс I2C на примере работы с датчиком влажности и температуры.
• Символьный 16х2 дисплей. Вывод данных на дисплей.
• Прерывания.
• Подготовка к курсовой работе. Настольная метеостанция.

В первый двух курсах четверти вы узнаете архитектуру ARM и выполните 2 проекта: на плате Nucleo и на основе микроконтроллеров STM 32. В третьем курсе вы изучите принципы работы технологий, обеспечивающие связь устройств между собой.

1. Микроконтроллеры. Вводный курс (12 часов обучающего контента, 42 часа практики)

• Краткий обзор существующих архитектур микроконтроллеров. Микроконтроллеры AVR и ARM
• Детальная лекция по архитектуре ARM
• Интерфейс отладки и программирования. SWD, JTAG
• Интерфейсы I2C, SPI (глубокое погружение)
• Интерфейс QSPI как возможность расширения памяти
• ACP Arduino/AVR
• Прерывания Arduino/AVR
• Подготовка к курсовой работе

2. Микроконтроллеры ARM (STM32) (18 часов обучающего контента, 58 часов практики)

• Библиотеки CMSIS, LL, HAL. Абстракция как стиль в программировании
• Среда STM32CubeMX как инструмент быстрого старта
• Среда программирования STM32CubeIDE. Вводная лекция
• DAC
• ADC
• DMA
• WWDG, IWDG
• Таймеры
• RTC
• UART
• SDIO
• Подготовка к курсовой работе

3. Базовые технологии электроники (15 часов обучающего контента, 50 часов практики)

• Bluetooth (базовая лекция)
• Протокол TCP-IP как базовый протокол Интернет. IP адресация. Маска подсети. Шлюз. Модули Wi-Fi. Основы
• LoRa Базовая лекция. Основы использования
• Применимость беспроводных решений. Базовые понятия скорости передачи данных. Дальность связи
• Аппаратные решения
• Измерение напряжения и тока: аппаратные и программные решения
• Основы построения блоков питания
• Гальваническая развязка цифровых интерфейсов. Приемо-передатчики RS232, 485, CAN FPGA/ASIC обзор

Вы освоите язык С на продвинутом уровне. Сможете применить полученные знания в разработке встраиваемых систем. Научитесь работе с операционными системами реального времени и продолжите изучение технологий Интернета вещей для связи устройств в домашней сети.

1. Программирование на Си. Продвинутый уровень (12 часов обучающего контента, 42 часа практики)

• Указатели. Указатели на структуры. Практические примеры. Ошибки программиста при работе с указателями
• Библиотеки языка Си. Обзор функций. Недостатки базовых библиотек
• Вопросы оптимизации кода
• Алгоритмы
• Компиляция и компиляторы
• Многопоточность в С
• Особенности С для IoT
• Подготовка к курсовой работе

2. RTOS (Real-Time Operating System) (12 часов обучающего контента, 42 часа практики)

• Обзорная лекция по операционным системам. Принципы работы. Ресурсы. Совместный доступ к ресурсам
• Задачи. Управление задачами. Модели распределения и управления памятью
• Очереди. Конкретные примеры и задачи. ПИД регулятор
• Семафоры. Как семафоры позволяют сократить использование процессорного времени
• Особенности отладки. Механизмы отладки. Оценка стека и кучи
• Механизм взаимодействия между задачами
• Многозадачная RTOS и прерывания
• Подготовка к курсовой работе
• 1 месяц — 8 занятий

3. Связь (12 часов обучающего контента, 42 часа практики)

• Протоколы взаимодействия устройств
• Wi-Fi (низкий уровень протокола)
• BLE/Bluetooth (низкий уровень протоколов)
• Низкоуровневое взаимодействие устройств (канальный слой)
• HASH и контрольные суммы
• Распространенные методы шифрования и авторизации
• Избыточность данных в протоколах связи
• Курсовая работа. Взаимодействие с MQTT сервером

Вы получите опыт разработки устойчивых к отказам распределенных устройств, выполните финальный проект, пройдете курс о том, как готовиться к собеседованиям, и сможете сделать первый шаг в профессию на позицию junior.

1. Распределенные сети / Дипломная работа (12 часов обучающего контента, 42 часа практики)

• Вводный урок, знакомство с распределенной сетью Master/Slave
• Режим работы устройства, методы построения
• Отказоустойчивость сети, смена роли устройства
• Брокеры задач, броадкаст задач
• Моделирование отказов
• Построение прототипа сети
• Тестирование устойчивости
• Дипломная работа. Распределенная сеть устройств

2. К чему готовиться на собеседовании (12 часов обучающего контента, 42 часа практики)

• Подготовка резюме
• Коммуникационные навыки и другие Soft Skills
• Техническое собеседование, типы и варианты #1
• Техническое собеседование, решение задач #2
• Техническое собеседование, тестовый проект #3
• Какие вопросы задавать рекрутеру
• Согласие на оффер
• Ревью резюме

Вы освоите язык С на продвинутом уровне. Сможете применить полученные знания в разработке встраиваемых систем. Научитесь работе с операционными системами реального времени и продолжите изучение технологий Интернета вещей для связи устройств в домашней сети.

1. Программирование на Си. Продвинутый уровень (12 часов обучающего контента, 42 часа практики)

• Указатели. Указатели на структуры. Практические примеры. Ошибки программиста при работе с указателями
• Библиотеки языка Си. Обзор функций. Недостатки базовых библиотек
• Вопросы оптимизации кода
• Алгоритмы
• Компиляция и компиляторы
• Многопоточность в С
• Особенности С для IoT
• Подготовка к курсовой работе

2. RTOS (Real-Time Operating System) (12 часов обучающего контента, 42 часа практики)

• Обзорная лекция по операционным системам. Принципы работы. Ресурсы. Совместный доступ к ресурсам
• Задачи. Управление задачами. Модели распределения и управления памятью
• Очереди. Конкретные примеры и задачи. ПИД регулятор
• Семафоры. Как семафоры позволяют сократить использование процессорного времени
• Особенности отладки. Механизмы отладки. Оценка стека и кучи
• Механизм взаимодействия между задачами
• Многозадачная RTOS и прерывания
• Подготовка к курсовой работе
• 1 месяц — 8 занятий

3. Связь (12 часов обучающего контента, 42 часа практики)

• Протоколы взаимодействия устройств
• Wi-Fi (низкий уровень протокола)
• BLE/Bluetooth (низкий уровень протоколов)
• Низкоуровневое взаимодействие устройств (канальный слой)
• HASH и контрольные суммы
• Распространенные методы шифрования и авторизации
• Избыточность данных в протоколах связи
• Курсовая работа. Взаимодействие с MQTT сервером