Курсы Embedded разработчик

На курсі ви зрозумієте основи електроніки, архітектуру мікроконтролерів, принципи живлення та сигналів, а також навчитеся впевнено запускати й діагностувати embedded-системи. В результаті ви зможете реалізувати свій власний пристрій: від аналізу схеми та підключення сенсорів - до зчитування даних, обробки на STM32 і передачі через інтерфейси та мережу.

Програма курсу

Вступ до курсу та електроніки

• Ознайомитеся з лекторами та програмою курсу
• Зрозумієте базові електричні поняття (напруга, струм, опір, потужність) та різницю між DC та AC струмом
• Навчитеся користуватися мультиметром для вимірювання величин електричного кола
• Знатимете та застосовуватимете основи електробезпеки

Пасивні компоненти

• Розберете призначення та характеристики резисторів, конденсаторів і котушок
• Навчитеся читати номінали та маркування компонентів
• Зрозумієте принципи послідовного та паралельного з’єднання
• Збиратимете дільники напруги та прості RC- і RL-фільтри

Домашнє завдання: зібрати коло з резистором, перевірити розрахунок струму, налаштувати дільник напруги та застосувати RC low-pass фільтр.

Діоди й транзистори

• Зрозумієте, як працюють напівпровідники, діоди та світлодіоди
• Побудуєте випрямлячі напруги та схеми згладжування
• Попрацюєте з фотодіодами, фоторезисторами, терморезисторами та іншими сенсорними елементами
• Навчитеся використовувати BJT- і MOSFET-транзистори як електронні ключі

Системи живлення та енергоефективність

• Розберете основні параметри систем живлення
• Порівняєте лінійні та імпульсні перетворювачі напруги
• Навчитеся рахувати ККД, втрати й потужність
• Зможете вибрати LDO або DC-DC стабілізатор під конкретну задачу

Домашнє завдання: зібрати схему випрямлення напруги, підключити кілька джерел живлення через фільтри та захист і додати LED-індикацію.

Основи аналогової схемотехніки

• Розберете принцип роботи операційних підсилювачів, компараторів та базових схем на їхній основі
• Зрозумієте, як працюють АЦП, ЦАП і PWM
• Навчитеся готувати аналоговий сигнал перед поданням на АЦП
• Знатимете, коли використовувати АЦП і ЦАП в електронній системі

Аналоговий воркшоп

• Розберете практичні схеми з попередніх занять
• Відтворите аналогові схеми на реальному обладнанні
• Перевірите сигнали та параметри компонентів вимірювальними інструментами
• Зберете аналогову частину фінального пристрою

Домашнє завдання: скласти аналогову частину фінального проєкту.

Основи цифрової електроніки

• Розберете різницю між аналоговими й цифровими сигналами, логічні рівні та системи числення
• Попрацюєте з бітами, байтами й таблицями істинності
• Зрозумієте принцип роботи базових логічних елементів AND, OR, NOT і XOR
• Розберете шифратори, дешифратори, мультиплексори та непрограмовану логіку

Послідовна логіка, пам'ять і стани

• Розберете різницю між комбінаційною та послідовною логікою
• Зрозумієте, як система зберігає стан за допомогою latch, flip-flop і D-тригера
• Попрацюєте з регістрами, лічильниками й таймінговими діаграмами
• Навчитесь описувати просту систему як скінченний автомат станів

Домашнє завдання: скласти таблиці істинності, побудувати логічну схему, таймінгову діаграму та просту FSM.

Програмована логіка

• Розберете різницю між MCU, MPU, FPGA, ASIC, SoC і PLC
• Зрозумієте архітектуру мікроконтролера та призначення CPU, пам’яті й периферії
• Порівняєте Arduino, STM32, ESP32 і Raspberry Pi Pico
• Навчитесь обирати цифрову платформу під конкретну задачу

Провідні інтерфейси комунікації

• Розберете різницю між інтерфейсом, протоколом та фізичним рівнем
• Порівняєте основні типи передачі даних і сигналів
• Зрозумієте принципи роботи GPIO, UART, RS-485, I2C, SPI, 1-Wire, CAN та USB
• Навчитесь обирати інтерфейс під конкретну задачу та знаходити типові проблеми підключення

Домашнє завдання: вибрати платформи й інтерфейси для заданих систем, попрацювати з розпіновкою dev board та усунути типові помилки.

Безпровідні інтерфейси комунікації

• Зрозумієте базові принципи безпровідної передачі даних
• Розберете частоту, довжину хвилі, потужність, RSSI та перешкоди
• Зрозумієте роль антени та її вплив на роботу системи
• Порівняєте Bluetooth, BLE, Wi-Fi, NFC і LoRa та оберете технологію під задачу

Цифровий воркшоп

• Розберете практичні схеми з цифровою логікою та мікроконтролерами
• Відтворите їх на реальному обладнанні
• Перевірите роботу цифрових сигналів та інтерфейсів
• Зберете цифрову частину фінального пристрою та поєднаєте її з аналоговою

Домашнє завдання: завершити цифрову частину фінального проєкту й об’єднати її з аналоговою.

Електроніка в реальному залізі та дебаг

• Розберете, чому реальний цифровий сигнал відрізняється від ідеального
• Попрацюєте з логічними рівнями, pull-up, pull-down, open-drain і push-pull
• Зрозумієте роль землі, decoupling capacitors і довжини провідників
• Навчитеся знаходити проблеми живлення, підключення та інтерфейсів за допомогою мультиметра, осцилографа й логічного аналізатора

Фінальний проєкт

• Презентуєте архітектуру власного IoT-пристрою
• Покажете, як він збирає, обробляє та передає дані у хмару через MQTT
• Обґрунтуєте вибір платформи, компонентів, живлення та інтерфейсів
• Продемонструєте прототип або архітектурний концепт і отримаєте фідбек

Особливості курсу

• Допомога ментора
• Практика
• Глибока робота з мікроконтролерами
• Індивідуальний фідбек від лекторів
• Фінальний проєкт
• Сертифікат про проходження курсу

Викладачі курсу

Любомир Череватий - Hardware Engineer at Ajax Systems

Навчіться створювати Embedded Linux-системи для бортових комп'ютерів та MilTech-пристроїв: збирати власні Linux-образи на Yocto, підключати сенсори, працювати з телеметрією та захищати систему. На курсі "Linux для військових рішень" ви навчитеся налаштовувати Embedded Linux на Raspberry Pi 5, підключати сенсори, збирати власні Linux-образи й тестувати роботу системи. Все потрібне обладнання надає школа, тож окремо купувати залізо не доведеться.

Програма курсу

Архітектура Linux: ядро, процеси, файлова система, права

• Розберете будову Linux: ядро, простір користувача й системні виклики
• Зрозумієте структуру файлової системи (FHS), типи файлових систем і права доступу rwx
• Дізнаєтесь, як працюють процеси: PID, fork/exec, стани, сигнали, зомбі- та осиротілі процеси
• Розглянете псевдофайлові системи procfs, sysfs і devfs як джерело даних про стан системи
• Навчитеся працювати з документацією через man і tldr та порівняєте GNU/Linux із Windows і BSD

Розробка в середовищі GNU/Linux, інструментарій

• Писатимете Bash-скрипти, працюватимете з потоками та конвеєрами
• Пройдете буткемп із Python-інструментарію для системних задач
• Розберете роботу сервісів на прикладі systemd і аналіз логів через journalctl
• Налаштуєте середовище для локальної та віддаленої розробки: git, редактори, SSH, мережа
• Ознайомитеся з інструментами автоматизації в GNU/Linux

Embedded Linux: платформи та архітектури

• Зрозумієте, чим Embedded Linux відрізняється від десктопного: розмір образу, споживання, час завантаження, стійкість до знеструмлення
• Розглянете одноплатні комп'ютери Raspberry Pi, Orange Pi, Radxa, NVIDIA Jetson і різницю між SoC, SoM та carrier board
• Порівняєте архітектури ARM (AArch64) і x86-64 та дізнаєтеся, коли потрібен Real-Time Linux
• Опануєте кроскомпіляцію та емуляцію цільової платформи в QEMU
• Навчитесь обирати платформу за критеріями SWaP-C (Size, Weight, Power, Cost)

Завантаження системи: Bootloader, Kernel, Device tree, Rootfs

• Розберете етапи завантаження: від ROM code і завантажувача - до ядра, initramfs та простору користувача
• Налаштуєте U-Boot: змінні середовища, bootcmd і bootargs, завантаження з SD, eMMC та USB
• Дізнаєтесь, як влаштований Device Tree, та ввімкнете I2C, SPI або UART через overlays
• Зрозумієте різницю між вбудованими драйверами та модулями ядра і призначення kernel command line
• Порівняєте init-системи systemd, SysV та BusyBox init і навчитеся діагностувати завантаження через серійну консоль

Апаратні інтерфейси: GPIO, UART, I2C, SPI

• Зрозумієте, як Linux представляє пристрої в /dev, і налаштуєте стабільні імена через udev
• Попрацюєте з GPIO через libgpiod: лінії, переривання, рівні напруги 3,3 і 5 В
• Розберете інтерфейси UART, I2C, SPI та їхні обмеження
• Підключите типову периферію: GNSS-приймач, IMU, барометр, камеру, радіомодуль
• Опануєте діагностику "знизу вгору": живлення → шина → адреса → драйвер → дані

Linux у безпілотних та роботизованих системах

• Дізнаєтеся про роль Linux в оборонних технологіях і технологіях подвійного призначення
• Розберете архітектуру UAV, UGV та USV: польотний контролер, companion computer, канал зв'язку і наземна станція
• Зрозумієте, які завдання виконує бортовий Linux-комп'ютер, а які - контролер
• Опануєте патерни надійності бортового ПЗ: watchdog, graceful degradation, store-and-forward
• Ознайомитеся з ROS 2 та Edge Computing на оглядовому рівні

Mavlink та обробка телеметрії

• Розберете протокол MAVLink: структуру повідомлень, версії v1 і v2, системи та компоненти
• Підключите companion computer до контролера через UART або USB
• Навчитеся читати основну телеметрію: heartbeat, позицію, орієнтацію, стан живлення, GNSS
• Опрацюєте телеметрію: парсинг, валідацію, часові мітки та виявлення аномалій
• Попрацюєте в симуляторі SITL із pymavlink, mavproxy та mavlink-router

Yocto Project 1: основи, шари, перший власний образ

• Зрозумієте, навіщо потрібен власний образ: розмір, відтворюваність, ліцензії, контроль складу ПЗ
• Розберете складові Yocto: Poky, OpenEmbedded-Core, BitBake
• Опануєте ключові поняття: шари, рецепти, machine, distro та image
• Налаштуєте робоче середовище з local.conf, bblayers.conf, kas і sstate-cache
• Навчитеся читати помилки BitBake та порівняєте Yocto з Buildroot і Debian

Yocto Project 2: власні рецепти й кастомізація системи

• Напишете рецепт для власного застосунку на Python або C++ із systemd-сервісом та автозапуском
• Навчитеся змінювати чужі рецепти через bbappend, не редагуючи їх
• Кастомізуєте ядро та Device Tree у власному шарі
• Опануєте швидку розробку з devtool і керування складом образу
• Ознайомитеся з ліцензійним маніфестом, SBOM і перевіркою CVE

Мінімізація образу, оптимізація та Real-time

• Зменшите образ: read-only rootfs, окремі збірки для розробки та релізу
• Скоротите час завантаження за допомогою systemd-analyze
• Навчитеся профілювати CPU, пам'ять і диск та контролювати температуру й тротлінг під навантаженням
• Розберете PREEMPT_RT, пріоритети процесів та вимірювання latency через cyclictest
• Опануєте підхід "міряємо до і після" з perf і stress-ng

Контейнеризація, моніторинг та логування

• Зрозумієте, як працюють контейнери: namespaces і cgroups простими словами
• Навчитеся писати Dockerfile із multi-stage збіркою під ARM
• Запустите сервіси через docker compose із політиками перезапуску та обмеженням ресурсів
• Налаштуєте логування, ротацію логів та базовий моніторинг пристрою
• Ознайомитеся з eBPF-інструментами bpftrace і bcc

Hardening, керування доступом і захист даних

• Складете модель загроз: що захищаємо й від кого
• Зменшите поверхню атаки: вимкнете зайві сервіси, порти, debug-інтерфейси та периферію
• Обмежите привілеї systemd-юнітів та налаштуєте hardening SSH
• Захистите дані за допомогою шифрованого розділу LUKS і read-only rootfs
• Налаштуєте мережевий фільтр nftables і проведете аудит безпеки з Lynis

Secure Boot і цілісність системи

• Розберете сценарії підміни ПЗ і ланцюжок довіри: від підписаного bootloader до перевіреного rootfs
• Навчитеся генерувати ключі, підписувати образи та перевіряти їх на пристрої
• Дізнаєтесь, як забезпечити незмінність rootfs за допомогою dm-verity
• Ознайомитеся з TPM, secure element і OP-TEE для зберігання ключів
• Зрозумієте ризики fusing і ротації ключів та роль SBOM і CVE-звітів в аудиті

Безпечне оновлення програмного забезпечення (OTA) на базі RAUC

• Зрозумієте, чому оновлення в полі - це питання надійності, а не зручності
• Розберете A/B-оновлення з автоматичним ролбеком при невдалому завантаженні
• Зберете й підпишете RAUC bundle та інтегруєте RAUC з U-Boot через meta-rauc
• Налаштуєте health-check, який підтверджує, що новий образ працює
• Порівняєте альтернативи (SWUpdate, Mender) і дізнаєтесь, як оновлювати пристрій через нестабільний канал зв'язку

CI/CD та діагностика в польових умовах

• Побудуєте пайплайн: збірка → тести → образ → підпис → вивантаження
• Налаштуєте Yocto в CI зі спільним sstate-cache і self-hosted runner
• Розберете рівні тестування: юніт-тести, SITL і HITL
• Навчитеся збирати діагностичний пакет однією командою
• Дізнаєтесь, як локалізувати типові несправності в полі: живлення, перегрів, знос flash, втрата зв'язку

Воркшоп: Проєктування курсового проєкту

• Перетворите ідею на технічне завдання з вимогами й критеріями готовності
• Врахуєте обмеження SWaP-C, умови експлуатації та канал зв'язку
• Спроєктуєте архітектуру: компоненти, інтерфейси, потоки даних, єдині точки відмови
• Розберете з викладачем тему свого проєкту, її ризики та обсяг
• Складете план робіт, почнете з MVP та дізнаєтеся про типові помилки проєктування

Воркшоп: інтеграція, тестування та підготовка до захисту

• Зберете всі напрацювання курсу в один відтворюваний образ
• Перевірите інтеграцію ПЗ та заліза: інтерфейси, живлення, кабелі, роз'єми
• Протестуєте живучість системи: перезавантаження, знеструмлення, втрату зв'язку, від'єднання сенсора
• Підготуєте документацію та сценарій демонстрації з резервним планом
• Отримаєте індивідуальні консультації та розберете проблеми проєкту в парному налагодженні

Захист фінальних проєктів

Особливості курсу

• Допомога ментора
• Практика
• Воркшопи
• Курсовий проєкт
• Кейс в портфоліо
• Сертифікат про проходження курсу

Викладачі курсу

Максим - Linux System Engineer, MilTech Company

Практичний курс про базову архітектуру автономного мобільного робота в ROS 2. На прикладі складського або сервісного indoor-робота розберете, як взаємодіють sensors, localization, planning, control та actuators - і як об’єднати їх в одну систему. Протягом курсу працюватимете з ROS 2, Gazebo, LiDAR, IMU, wheel odometry, EKF, SLAM Toolbox, AMCL та Nav2: змоделюєте робота, побудуєте карту, налаштуєте локалізацію, автономний рух і виконання місії. У фіналі зберете автономного indoor-робота, який рухається за картою, обходить перешкоди й виконує заданий сценарій.

Програма курсу

Екосистема автономних мобільних роботів та роль Robotics Software Engineer

• Розберете типи indoor-роботів, їхні місії та архітектуру автономної робототехнічної системи
• Простежите шлях даних від sensors і perception до localization, planning, control та actuators
• Зрозумієте роль Robotics Software Engineer та відмінності між indoor- і outdoor-платформами

ROS2: workspace, packages, nodes i topics

• Розберете ROS 2 graph, DDS, структуру workspace та packages
• Навчитеся створювати nodes, publishers і subscribers та працювати з message interfaces
• Використовуватимете ROS 2 CLI та rqt_graph для діагностики взаємодії компонентів

Services, actions, parameters, lounch i qos

• Навчитесь обирати між topics, services та actions для різних сценаріїв взаємодії
• Налаштуєте parameters, YAML-конфігурації, launch-файли, namespaces і remapping
• Розберете QoS і типові проблеми reliability, durability й сумісності компонентів

URDF/XACRO, TF2 і системи координат

• Створите URDF/Xacro-модель мобільного робота з links, joints та сенсорними модулями
• Побудуєте TF-дерево для map, odom, base_link та sensor frames
• Навчитеся знаходити помилки трансформацій через RViz і TF2

Gazebo harmonic та фізика Indoor-середовища

• Запустите модель робота в Gazebo Harmonic та попрацюєте з ROS–Gazebo bridge
• Розберете mass, inertia, center of mass, collision geometry та friction
• Навчитеся діагностувати нестабільну фізику, ковзання та некоректні контакти

ROS_control і differential drive

• Розберете архітектуру ros2_control та hardware abstraction
• Налаштуєте diff_drive_controller, cmd_vel, joint states і wheel odometry
• Навчитеся керувати рухом робота й діагностувати помилки параметрів привода

Lidar, IMU, камера та rosbag

• Додасте до симуляції LiDAR, IMU та RGB-камеру й налаштуєте sensor topics
• Попрацюєте з noise, timestamps, frame_id та візуалізацією даних у RViz
• Навчитеся записувати й відтворювати сенсорні дані через rosbag

Кінематика differental drive та wheel odometry

• Розберете зв’язок швидкостей коліс з лінійною та кутовою швидкістю робота
• Навчитеся розраховувати pose та працювати з odom → base_link
• Проаналізуєте похибки wheel odometry через ковзання, енкодери та параметри моделі

IMU: моделі похибок та підготовка даних

• Розберете accelerometer, gyroscope, orientation і системи координат IMU
• Навчитеся працювати з bias, noise, drift і covariance
• Перевірятимете правильність осей, одиниць і якість IMU-даних у русі та спокої

Sensor fusion через Robot_Localization

• Розберете базовий принцип EKF та задачу оцінювання стану робота
• Об’єднаєте wheel odometry та IMU через robot_localization
• Навчитеся налаштовувати frames, covariance і порівнювати raw та filtered odometry

Обробка Lasercan, перешкоди й Detections

• Навчитесь аналізувати й фільтрувати дані 2D LiDAR
• Реалізуєте визначення найближчої перешкоди й базовий safety stop
• Передаватимете obstacle data у Nav2 costmap і працюватимете з detections через TF2

Побудова 2D-карти через SLAM Toolbox

• Розберете Occupancy Grid, scan matching, pose graph і loop closure
• Побудуєте і збережете карту indoor-середовища через SLAM Toolbox
• Навчитесь оцінювати якість карти й знаходити розриви, зміщення та помилки loop closure

AMCL та локалізація на готовій карті

• Розберете різницю між odometry, SLAM і localization та принцип particle filter
• Налаштуєте AMCL для роботи з LiDAR і готовою картою
• Навчитеся визначати втрату локалізації та повторно ініціалізувати положення робота

NAV2: Costmaps, planner, controller i recovery

• Розберете архітектуру Nav2 і роботу Planner, Controller та Behavior servers
• Налаштуєте global/local costmaps, planner і controller для автономного руху
• Навчитеся будувати маршрут, обходити перешкоди й запускати recovery behaviors

Behavior trees та управління автономною місією

• Побудуєте багатоетапну місію через Behavior Trees
• Поєднаєте waypoints, actions, detections і повернення робота на базу
• Налаштуєте retry, timeout, skip та abort для обробки помилок і недосяжних цілей

Інтеграція та надійність автономної системи

• Об’єднаєте ROS 2, сенсори, локалізацію та Nav2 у цілісну систему автономного робота
• Навчитеся діагностувати проблеми через ROS graph, TF, logs, topic frequency та rosbag
• Протестуєте відмови сенсорів, втрату локалізації та блокування маршруту і презентуєте курсовий проєкт

Особливості курсу

• Допомога ментора
• Практика
• Кейс в портфоліо
• Сертифікат про проходження курсу
• Курсовий проєкт - Автономний Indoor-робот у Gazebo

Викладачі курсу

Руслан Бредун - Team Lead, MilTech

Перейдіть від звичайної C++ розробки до software для мікроконтролерів: працюйте з ARM Cortex-M, пам’яттю і периферією, пишіть власні драйвери та використовуйте Modern C++ в умовах обмежених ресурсів.

Програма курсу

Контекст Embedded-розробки, налаштування середовища та перший blink

• Розберетесь, як влаштована Embedded-розробка і де проходить межа між Embedded Engineer і System Programmer
• Порівняєте ARM, AVR та RISC-V і зрозумієте, чому C++ використовують для мікроконтролерів
• Налаштуєте GCC ARM Toolchain, CMake, Git, Renode, GDB та OpenOCD
• Зберете перший Embedded-проєкт і напряму керуватимете GPIO через регістри

Від макросів до Type-safe регістрів: Volatile та Constexpr

• Розберетеся, чому макроси, магічні адреси та ручні бітові маски створюють ризики в Embedded-коді
• Зрозумієте роль volatile під час роботи з memory-mapped регістрами
• Використаєте constexpr для адрес регістрів та конфігурації на етапі компіляції
• Створите типобезпечні C++ обгортки для роботи з периферією

Управління пам'яттю без Heap та Rail

• Розберете ризики динамічної пам’яті в Embedded: fragmentation і non-determinism
• Навчитеся працювати зі статичною алокацією та placement new
• Застосуєте RAII для автоматичного керування hardware-ресурсами
• Реалізуєте статичний pool allocator для об’єктів драйвера

Обробка помилок та шаблони для Embedded

• Зрозумієте, чому exceptions часто не використовують у мікроконтролерних системах
• Навчитеся працювати з std::optional та власним Result<T, E>
• Застосуєте policy-based design для конфігурації поведінки драйверів
• Побудуєте обробку hardware-помилок без зависань і зайвого runtime overhead

Шаблони, policy-based design та move semantics

• Розберете принцип zero-overhead abstractions у Modern C++
• Використаєте шаблони для створення універсальних Embedded-драйверів
• Навчитеся передавати великі буфери без зайвого копіювання через move semantics
• Створите UART-драйвер з різними стратегіями обробки помилок

Статичний поліморфізм та CRTP

• Розберете, як створювати інтерфейси без virtual і vtable
• Опануєте Curiously Recurring Template Pattern для Embedded
• Побудуєте спільний статичний інтерфейс для різних типів периферії
• Порівняєте вартість CRTP та runtime-поліморфізму для пам’яті мікроконтролера

Compile-time валідація в C++ 20

• Навчитеся використовувати static_assert для перевірки hardware-конфігурацій
• Розберете C++20 Concepts та обмеження для шаблонів
• Створите драйвер, який не скомпілюється з несумісним типом периферії
• Навчитеся переносити частину Embedded-багів з runtime на етап компіляції

Concurrency: atomics та lock-free дані

• Розберетеся, чому volatile не захищає від race conditions
• Навчитеся використовувати std::atomic в Embedded
• Організуєте безпечну передачу даних між ISR та main loop
• Реалізуєте lock-free ring buffer для роботи з перериваннями

Memory map, linker script та ціна абстракцій

• Розберете memory map ARM Cortex-M: Flash, SRAM, peripheral та system registers
• Зрозумієте роль linker script, startup sequence та ініціалізації C++ об’єктів
• Навчитеся читати .map-файл і вимірювати використання Flash та RAM
• Порівняєте реальну вартість шаблонних та virtual-абстракцій

Datasheet, cmsis і типізований gpio

• Навчитеся знаходити потрібні регістри й бітові поля в datasheet і Reference Manual
• Розберете CMSIS та зрозумієте, де потрібні власні C++ абстракції
• Попрацюєте з GPIO: MODER, OTYPER, PUPDR, IDR, ODR та BSRR
• Створите type-safe API для конфігурації пінів замість магічних чисел

Переривання: nvic, exti та isr у C++

• Розберете повний шлях переривання від hardware-сигналу до виконання handler
• Навчитеся працювати з векторною таблицею, NVIC, EXTI та пріоритетами
• Зрозумієте обмеження ISR і типові помилки в обробниках переривань
• Передаватимете події з ISR в основний цикл через lock-free buffer

Таймери, pwm та робота з часом

• Навчитеся конфігурувати апаратні таймери й розраховувати prescaler та ARR
• Розберете SysTick і принципи роботи системного часу
• Згенеруєте PWM і керуватимете duty cycle
• Побудуєте type-safe API часу на std::chrono без зайвих runtime-витрат

DMA та передача даних без участі CPU

• Розберете, коли DMA ефективніший за polling та interrupts
• Навчитеся конфігурувати DMA-канали, circular mode і пріоритети
• Попрацюєте з Half Transfer, Transfer Complete і double buffering
• Розберете зв’язок між lifetime буфера, move semantics і коректністю DMA-передачі

UART: налаштування, ring buffer і три режими роботи

• Розберете структуру UART-кадру та розрахунок baud rate
• Налаштуєте USART без HAL через регістри
• Порівняєте polling, interrupt-driven і DMA-режими
• Реалізуєте UART-драйвер з ring buffer та обробкою hardware-помилок

SPI: швидка синхронна шина та робота з SPI Flash

• Розберете MOSI, MISO, SCK, CS та режими CPOL/CPHA
• Навчитеся налаштовувати SPI через регістри та працювати з кількома пристроями
• Прочитаєте протокол SPI Flash із datasheet і реалізуєте його у власному драйвері
• Додасте timeout і коректну обробку помилок hardware

I2C: багатоадресна шина і драйвер реального сенсора

• Розберете фізичний рівень I2C, open-drain, START, ACK/NACK і STOP
• Навчитеся виконувати write, read і write-then-read транзакції
• Напишете власний драйвер сенсора BME280 за datasheet
• Реалізуєте timeout і відновлення заблокованої I2C-шини

ADC i DAC: робота з аналоговим світом

• Розберете принцип роботи ADC та фактори, що впливають на точність вимірювань
• Навчитеся перетворювати raw ADC-код у фізичні величини
• Налаштуєте безперервне оцифрування через ADC + DMA
• Згенеруєте аналоговий сигнал через DAC із compile-time таблицею відліків

RAIL на апаратному рівні: критичні секції та interruptguard

• Розберете, чому mutex не підходить для даних, спільних з ISR
• Навчитеся працювати з hardware critical sections через PRIMASK
• Реалізуєте RAII-обгортку InterruptGuard
• Навчитеся контролювати вплив критичних секцій на latency переривань

Type-safe кільцевий буфер: від байтів до структур

• Перейдете від сирих uint8_t до типізованого RingBuffer<T, N>
• Навчитеся перевіряти параметри буфера на етапі компіляції
• Побудуєте явну обробку станів "буфер повний" та "буфер порожній"
• Організуєте безпечну передачу структурованих даних між ISR та main loop

Статичний аналіз, gdb та діагностика hard fault

• Попрацюєте з clang-tidy, cppcheck та sanitizers для host-side тестів
• Навчитеся дебажити Embedded-код через GDB та OpenOCD
• Працюватимете з breakpoints, регістрами CPU та пам’яттю
• Навчитеся знаходити причину hard fault через CFSR, HFSR і stack context

Host-side тестування та mock-об'єкти для драйверів

• Розберете, як тестувати Embedded-код без фізичного hardware
• Навчитеся відділяти драйвер від периферії через інтерфейси
• Створите mock-об’єкти для UART, GPIO та інших компонентів
• Напишете unit-тести в GoogleTest для host-side збірки

Межі симуляції та стратегія переходу на реальне залізо

• Зрозумієте, які hardware-проблеми неможливо повністю відтворити в симуляторі
• Попрацюєте з кастомними моделями периферії в Renode
• Напишете автоматизовані тести прошивки через Robot Framework
• Складете чек-лист перенесення Embedded-проєкту із симуляції на реальну плату

Q&A-сесія

• Розберете відкриті технічні питання, що накопичилися протягом курсу
• Отримаєте консультацію щодо свого курсового Embedded-проєкту
• Визначите, які частини проєкту потрібно доопрацювати перед захистом
• Підготуєтеся до демонстрації та пояснення технічних рішень

Захист курсових проєктів

• Продемонструєте збірку та роботу власного Embedded-проєкту в симуляторі
• Презентуєте архітектуру та обґрунтуєте ухвалені технічні рішення
• Отримаєте фідбек лектора щодо коду, архітектури й точок росту
• Сформуєте план подальшого розвитку в Embedded C++

Для навчання на курсі потрібно

• Впевнене володіння C++
• Базове розуміння пам’яті та архітектури комп’ютера
• Базові навички роботи з Git

Особливості курсу

• Допомога ментора
• Практика
• Курсовий проєкт
• Кейс в портфоліо
• Сертифікат про проходження курсу

Викладачі курсу

Роман Марченко - Sr Member of Tech Staff at Wind River Systems

Систематизуйте процес розробки військових продуктів - від бойової потреби та вимог до архітектури, прототипування, тестування й production readiness.

Програма курсу

Defence R&D reality: чим військова розробка відрізняється від цивільної

• Зрозумієте, чим defence R&D відрізняється від класичної продуктової розробки
• Навчитеся відрізняти demo, prototype, MVP, field-ready system і batch-ready system
• Зможете описати повний lifecycle військової R&D-системи та ключові ризики на кожному етапі

Бойова потреба і формулювання проблеми

• Навчитеся відокремлювати реальну бойову потребу від бажання, workaround або готового технічного рішення
• Зможете проводити коротке user discovery-інтерв'ю для уточнення проблеми
• Практикуватимете формулювання problem statement без передчасного вибору архітектури

CONOPS: як система реально застосовується

• Зрозумієте, як система використовується в реальному mission flow
• Навчитесь описувати ролі користувачів, середовище застосування та операційні обмеження
• Зможете визначати технічні рішення на основі реального сценарію використання

Вимоги до системи та критерії приймання

• Знатимете основні типи вимог у defence-продуктах
• Навчитеся формулювати measurable, testable і traceable requirements
• Зможете прописувати acceptance criteria для ключових вимог

Відстежуваність вимог та управління змінами

• Зрозумієте, як бойова потреба пов'язується з вимогами, архітектурою, тестами та evidence
• Навчитеся створювати базову requirements traceability matrix
• Зможете аналізувати, як зміна однієї вимоги впливає на систему, тести, BOM, firmware і документацію

Архітектура defence-продукту

• Зрозумієте архітектуру як інструмент керування складністю defence-системи
• Навчитеся будувати system context diagram і high-level architecture diagram
• Зможете визначати ключові підсистеми, critical path і single points of failure

Інтерфейси між підсистемами та ризики інтеграції

• Знатимете основні типи інтерфейсів у складних defence-системах
• Навчитесь описувати критичні інтерфейси у форматі ICD-lite
• Зможете визначати integration risks ще до польових випробувань

Умови активної протидії: вплив засобів РЕБ, недоступність GNSS та обмежений зв'язок

• Зрозумієте, як contested environment впливає на вимоги, архітектуру і тестування
• Навчитеся перетворювати EW, GNSS-denied і degraded comms на конкретні assumptions
• Зможете формувати fallback modes, failsafe-сценарії та тестові сценарії для деградованих умов

Стратегія прототипування

• Зрозумієте прототип як інструмент перевірки гіпотез, а не "першу версію продукту"
• Навчитесь обирати тип прототипу під конкретний R&D-ризик
• Зможете формувати prototype plan з гіпотезами, критеріями успіху та залишковими ризиками

Стратегія тестування та план збору доказів

• Зрозумієте різницю між demo і повноцінним test
• Навчитеся будувати test strategy для ключових вимог системи
• Зможете планувати evidence package: логи, телеметрію, фото/відео, конфігурації, умови тесту і failure reports

Безпекові припущення та аналіз ризиків

• Зрозумієте safety як інженерну дисципліну, а не формальність
• Навчитеся формувати safety assumptions для тестування або field trial
• Зможете створити hazard list, базові mitigations та мінімальний safety checklist

Надійність, обслуговування та підтримка в польових умовах

• Зрозумієте, що field-ready система має бути не лише ефективною, але й надійною та ремонтопридатною
• Навчитеся визначати типові failure modes і support constraints
• Зможете описати diagnostics, field-replaceable elements і maintenance assumptions

Модель загроз та безпека на етапі проєктування

• Зрозумієте різницю між cybersecurity threat model та military threat model
• Навчитеся визначати assets, adversaries, attack surfaces і residual risks
• Зможете перетворювати threat model на security requirements, mitigations і design decisions

Контроль конфігурацій та готовність до виробництва

• Зрозумієте, чому prototype success не означає production readiness
• Навчитесь описувати hardware, firmware, software, BOM і test procedure як контрольовані конфігурації
• Зможете сформувати production readiness notes для переходу від прототипу до повторюваного виробництва

Підготовка до технічного дизайн-рев'ю

• Знатимете, які артефакти мають бути готові до design review в defence R&D
• Навчитеся структурувати фінальний R&D-пакет і презентувати невизначеність
• Зможете аргументовано сформулювати decision request: continue, pivot, redesign, field test, freeze configuration, prepare batch або stop project

Захист фінального проєкту

• Навчитеся презентувати R&D-пакет у форматі design review
• Зможете аргументовано пояснити problem statement, CONOPS, вимоги, архітектуру, ризики, тестування та production readiness
• Практикуватимете отримання технічного фідбеку й визначення наступних кроків для розвитку рішення

Особливості курсу

• Допомога ментора
• Практика
• Курсовий проєкт
• Сертифікат про проходження курсу

Викладачі курсу

Максим Черкіс - COO в Україні, STARK