Навчально-наукова лабораторія «КПІ - GlobalLogic Україна»: embedded systems у КЕОА

Кафедра КЕОА розвиває практичну підготовку студентів у напрямі embedded systems на базі навчально-наукової лабораторії «КПІ - GlobalLogic Україна». Це спільний освітній простір кафедри, факультету електроніки КПІ ім. Ігоря Сікорського та компанії-партнера GlobalLogic Ukraine.

Лабораторія розпочала роботу в лютому 2020 року. Проєкт реалізовано спільними зусиллями КПІ ім. Ігоря Сікорського та GlobalLogic Ukraine - однієї з найбільших міжнародних компаній у сфері розробки програмного забезпечення та інженерних рішень для embedded-напряму.

GlobalLogic співпрацює з українськими інженерами, які мають досвід розробки вбудованих систем; серед них є випускники кафедри КЕОА та факультету електроніки. Для кафедри така співпраця означає доступ студентів до практик, обладнання й інженерних сценаріїв, наближених до реальних задач індустрії.

Оснащення лабораторії

На створення та оснащення лабораторії компанія GlobalLogic Ukraine виділила майже 700 тисяч гривень. Простір має дві функціональні зони.

Спеціалізований комп'ютерний клас розрахований на 25 робочих місць студентів і робоче місце викладача. Він використовується для лекцій, лабораторних робіт, самостійної роботи, захисту курсових і дипломних проєктів. Основу класу складають робочі станції Hewlett Packard з операційною системою Manjaro Linux, об'єднані в локальну мережу з підключенням до корпоративної мережі КПІ та Інтернету.

Окрема зона прототипування має 5 робочих місць із контрольно-вимірювальним обладнанням: двоканальними цифровими осцилографами Hantek DSO5102P, функціональними генераторами FeelTech, лабораторними джерелами живлення KORAD KA3005D/KA3005P. Для створення прототипів використовуються термоповітряні паяльні станції AOYUE 2703A+ та Lukey 852D+. Тут студенти створюють і тестують макети та експериментальні зразки радіоелектронних пристроїв.

Embedded systems як напрям підготовки

У лабораторії студенти опановують технології проєктування embedded systems - одного з найскладніших і найперспективніших ІТ-напрямів. Вбудовані системи лежать в основі медичних пристроїв, автомобільних застосунків, систем комп'ютерного зору, бортових комп'ютерів, IoT-пристроїв та багатьох інших інженерних рішень.

Важливою особливістю лабораторії є робота з Embedded Starter Kit - спеціалізованою платформою, створеною в межах навчального проєкту GlobalLogic Education. Це базовий електронний модуль на основі ARM-ядра, доповнений сенсорами, дисплеєм та іншими компонентами для створення повноцінних embedded-рішень.

На таких платформах студенти можуть створювати прикладні продукти: системи розумного будинку з автоматичним поливанням і терморегуляцією, системи моніторингу безпеки водіння, IoT-пристрої та інші програмно-апаратні рішення.

Дисципліни та освітні можливості

Ресурси лабораторії використовуються під час вивчення нормативних і вибіркових дисциплін, пов'язаних із мікроконтролерами, embedded Linux, прототипуванням і розробкою апаратно-програмних систем.

Основи ARM-мікроконтролерів: архітектура та програмування

• вивчення архітектури мікроконтролерів ARM Cortex-M, зокрема сімейства STM32;
• робота з системою команд ARM, Thumb та Thumb-2;
• практичне bare-metal програмування: GPIO, UART, таймери, ADC, PWM та системний таймер SysTick без використання готових бібліотек.

Мікропроцесорні технології і компоненти радіоелектронної апаратури

• використання платформ GlobalLogic Embedded Starter Kit, STM32F4 Discovery, STM32F4 Nucleo та наборів периферійних пристроїв під час проєктування радіоелектронних пристроїв.

Перспективні технології проєктування мікропроцесорних вузлів

• проєктування програмного та апаратного забезпечення з використанням IDE Keil μVision5 і STM32CubeIDE;
• створення функціонально завершених радіоелектронних пристроїв і систем.

Основи проєктування вбудованих систем

Курс створено спільно з інженерами GlobalLogic Ukraine для вивчення вбудованих систем на базі Embedded Linux, розробки модулів ядра Linux, застосування процесорів ARM у вбудованих системах та створення прототипів на базі BeagleBone Black.

Проєктування драйверів вбудованих систем на базі ОС Linux

Курс продовжує попередній напрям і присвячений розробленню драйверів в ОС Linux мовою програмування C.

Бездротові сенсори у вбудованих системах

Дисципліна охоплює використання технології LoRa, датчиків і сенсорів, зокрема MEMS-акселерометрів та гіроскопів, відео- та інфрачервоних сенсорів, сенсорів тиску, для створення систем на основі одноплатних мікрокомп'ютерів під управлінням Linux та мікроконтролерів STM32.

З 2026/2027 навчального року ресурси лабораторії планується задіяти для реалізації сертифікатної програми «Вбудовані системи», розробленої в межах магістерської підготовки викладачами кафедри КЕОА спільно з інженерами GlobalLogic Ukraine. До програми входять курси з embedded Linux і драйверів, а також вибіркові дисципліни «Мережеве керування та моніторинг у вбудованих системах» і «Реалізація алгоритмів обробки сигналів процесорами ARM».

Проєкти, конкурси та хакатони

Лабораторія є базою для конкурсів студентських розробок і хакатонів. Один із прикладів - хакатон Smart House System, який у січні 2025 року організували та провели кафедра КЕОА, факультет електроніки КПІ та GlobalLogic Ukraine.

Для GlobalLogic Ukraine створення такої лабораторії стало стратегічною інвестицією в розвиток індустрії та підготовку майбутніх фахівців. Для студентів КЕОА це можливість працювати з обладнанням, embedded-платформами та задачами, які напряму пов'язані з розробкою сучасних програмно-апаратних рішень.