系統軟體走向國際 ( 2016 年度)

添購課程教材　補助期末專案　更新儀器設備

秉持「為納稅人而教」的使命，親身帶領學生投入開放原始碼專案的開發，希望能為學生徵求到課程用品，如：嵌入式硬體開發板、 最新的原文書籍、專題製作材料費補助，減少學習負擔，使學生能全心參與開源專案，累積實力迎戰未來的大舞台！

計畫說明

Overview – 預算分類與使用介紹

開課所需教材

此條目將列出有哪些設備與教材在每學期的課程都會使用，且都有添購、更新的需求。

因為本課程希望學生能勇敢嘗試、放手去做，不要被「怕弄壞」這個束縛影響，所以每學期的教材與開發版都是不收回的。過去我們獲得不少令人驚豔的成效，例如有同學的專案需要考慮到pcb版大小，所以他們在認真的研究了開發版電路設計後，毅然決然的把開發版的除錯與供電區域直接切開，並且成功將STM32開發版放進作品設計中。

另外的案例是，由於不少成功大學資訊所的學生也會需要接觸到硬體相關的專案，也有修課學生在進入研究所後，願意繼續使用STM32F429一類的ARM Cortex-M開發版，而非採用樹梅派或是Arduino。後兩者並非不佳，而是在不少工控環境與需要即時性的應用上，往往常見的樹梅派不會是最佳選擇。給予同學開發版可使同學在離開課程之後，依然有機會接觸此類應用而非僅存課程上的回憶。

學生專案經費與支援

課程強烈鼓勵學生在專案上持續進行突破，不論是提昇性能、新功能開發甚至是外觀上的改進，因此過去普遍是以約7～10組的方式讓學生承接專案，並每組投予上限約6,000NTD的預算限制。

大學本來就有不少課程會有專案製作的部份，然而本課程希望大家能夠再沒有太多負擔的情況下把心力留給創新與精進。

  • 原則上我們不過問「為什麼你要買這個」，我們希望從零件的選擇與節、架構的設計開始都讓學生「對自己的設計負責」。所以學生需要的零件與設備我們希望能盡量滿足他們，當然是在合理的限制下。過去幾學期以來，我們設定每個組別（主題）給予6000新台幣的上現實行起來效果頗佳，當然也有學生想要挑戰更高水準與更大規模時會需要更多經費，當然老師也都會盡量專案處理。
  • 所有學生的專案都會被要求從規劃階段就需要完全公開，不論是程式碼或者硬體設計。並且需要在期末發表的時候展現自己的成果。我們也會透過老師邀請業界先進與各方長官一同參加並且給學生建議。
  • 本學期開始較大的不同是，我們希望專案能「活下去」。其實對於學生而言，離開學校之後很少有機會能「開發新專案」，大多數時候，學生畢業後的頭幾個工作往往都是需要承接學長前輩的專案，繼續開發與更新維護。
  • 然而這方面的所需要的技能，不論是「讀」程式碼的能力，或者是「文件」的編寫與維護在大學教育內卻是相對缺乏的一環，故今年開始希望能加強此方面的訓練，除了給予學生「貼近業界環境」的挑戰外、更要求學生對自己的作品負責。

設備單品採購與更新

本課程由於橫跨軟硬韌三領域，如果能有實體儀器協助學生了解裝置的運作與專案開發時的除錯將會大大幅的提昇教學成效，然而受限於採購法案與經費要素，設備參差不齊，故列出些高需求度的單品供參考。

另外部份設備不在意老舊程度，能增添一台便是福。

例行開課消耗品與教材：

1. STM32F429i-Discovery ─ 70,000 NTD～

需求：

作為本課程最基礎的開銷，每位修課學生都將獲得一片STM32F429i-Discovery開發版。

  • 由於統一採用相同的開發環境與硬體設備可有助於同學在學習過程中互相討論與合作，更可使教師更易掌握教材的編寫與使用。
品項選用原因：

本課程由熱門的ARM平台作為主要操刀對象，其中我們選擇了使用多樣化且結構與指令相對單純的Cortex-M家族。

  • 義法半導體（ST）的STM32F429i-Discovery 開發版除了有現代化的Cortex-M4F 核心以外，亦整合了大量的週邊如通訊界面I2C,SPI,SDIO、輸出入裝置GPIO,ADC,DAC、加速度感應甚至是電阻示觸控螢幕。
  • 完整的週邊設計與大量的IO資源使得STM32F429i-Discovery成為在這價位帶的不二選。
參考市價：

此品項過去主要仰賴網友與社會善心人士捐贈，同時義法半導體也不時提供一定量的協助，以下列出網路賣家的定價區間與參考賣家。

參考定價：

  • 900NTD ～ 1500NTD

參考賣家：（本欄位僅供參考，列出知名拍賣平台上最低價業者）

需求數量：

此項目基於教學需要，將盡可能使每個同學們都能配給一只。

  • 本課程修課學生數量不定，時有加簽與簽退等來來去去的現象。故草擬以修課人數70人為主，如有多餘將延用儲備至下學期課程。

數量： 70 pcs

2. UART to USB translator ─ 7,000 NTD ～ 35,000 NTD

需求：

作為與開發版溝通的最簡易方案，當今大多電腦卻都沒有UART的收發裝置（rs232序列埠亦須轉換電壓）

  • 由於所使用的開發版STM32F429i-Discovery（後簡稱STM32) 亦提供UART界面，故最常見的解決方案乃為使用UART to USB 的主動式轉換線材，如此僅須接上少量連接線，便可在pc環境輕鬆與開發板之間傳輸。
品項選用原因：

此類產品有兩種主流晶片解決方案，考量到預算限制僅採用相對低價者。

  • PL2302Series：

此類產品採用Prolific 公司的解決方案，最大優視為價格相對較低。

參考市價：

此品項過去主要仰賴網友與社會善心人士捐贈，以下列出兩種主流解決方案的產品價格。

參考定價：

  • FTDI FT2232 Series：
    • 200 ～ 500NTD
  • Prolific PL2302 Series：
    • 100 ～ 200NTD

參考賣家：（本欄位僅供參考，列出知名拍賣平台上最低價業者，真實採購情況將考量賣家信譽與評價）

需求數量：

此項目基於教學需要（搭配STM32開發板），將盡可能使每個同學們都能配給一只。

  • 本課程修課學生數量不定，時有加簽與簽退等來來去去的現象。故草擬以修課人數70人為主，如有多餘將延用儲備至下學期課程。

數量： 70 pcs

學生專案經費與支援 ─ 目標60,000NTD （每組6000上限十組）

如果可能的話，我們希望依然能夠維持每組能給予6,000NTD的預算空間。

  • 以下簡略列出過去專案中核心元件的價格。此價格表僅是「大略」關鍵零件的單價區間，實際學生需要的經費往往會因實驗、嘗試、開發風險等等而上升。

過去專案核心元件價格區間

2014年春季班

  • 第1組 (2G手機) –2000
    • gsm based band board –1500
  • 第2組 (電吉他調音器) [4]
    • adc module –1000
  • 第3組 (robot arm)
    • mechnical parts –3000
    • step motor and driver –2000
  • 第4組 (F9 microkernel 的 driver model)
    • Software Project –N/A
  • 第5組 (高精度繪圖機) [2]
    • mechnical parts –3500
    • step motor and driver –1500
  • 第6組 (防盜攝影機) [3]
    • camara module –800
    • motor and driver –1000
  • 第7組 (空氣烏克麗麗) [6]
    • receiver and transmitter –300
    • flex sensor or other solution –2000
  • 第9組 (自動翻書機) [7]
    • step motor and driver –1500
    • mechnical parts –3500

2014年秋季班

  • 第1組 (2G手機附加照相功能) [1]
    • gsm based band board –1500
    • camara module –800
  • 第2組 (電吉他效果器) [6]
    • adc module –1000
    • dac module –1000
    • power module –500
  • 第5組 (自動繪圖機) [7]
    • motor and driver –2500
    • mechnical –2500
  • 第6組 (自動骨牌車) [9]
    • motor and driver –1500
    • mechnical –2500
  • 第8組 (行動鬧鐘) [8]
    • motor and driver –1500
    • mechnical –1500
  • 第9組 (教育用程式流程控制方塊) [4]
    • PCB fee –2000
    • IC –2000
  • 第10組(改進UrsusPilot效能) [3]
    • Flight control board ＆ Qudro –6000

設備單品採購與更新

示波器

目前本課程能借用的示波器，包含老當益壯的HP 54502 HP 54600 或者是usb界面的PICO SCOPE 約莫是五台。（上圖採自網路，課程亦有使用同型機型）

然而對應數十人的課程，僧多粥少的狀況非常嚴重。

故若有人願在此項目協助可參考 固緯電子（GWinstek）是德科技（Keysight) 泰克（Tektronics）網站的報價。

理論上當今現役產品的規格都非常充裕了，若是有中古品願意供學生使用，只要功能正常，多一台便是福。

直流電源供應器

雖不若示波器般強大，卻是本課程非常缺乏的資源，大部分開發版雖然有提供3.3V與5V的功能，然而不但保護不足、電流也小。更大的問題是這會限制學生選用零件的靈活度。

目前本課程能動用的直流電源供應器僅有兩部。學生使用外部裝置與元件初期都需要直流電源供應器，目標是能募集到10台（每組皆有可用設備），此品項品牌眾多，且本課程需求的規格不須特高。

一樣的，只要功能正常，我們都非常開心。（只是考量到此類設備涉及功率元件，老化狀況須特別評估）

電錶（三用電錶或DMM)

電錶，不論是手持式三用電錶或者大型座機DMM，目前本課程能動用的也僅有兩部。

確實電錶本身單價區間並不高，然而若學生僅為本課程添購也略顯浪費，若是能儲備一定數量並搭配充足的使用教學，不但可以降低學生壓力，更可大幅降低元件或開發板的燒毀機率。

邏輯分析儀

當涉及數位邏輯或者傳輸界面時，邏輯分析儀能可觀的加速學生除錯與學習。然而此類設備有著一定價位，入門款的USB設備也須數千台票。

然而目前本課程能使用到的邏輯分析儀 數量 ：零

預算表

分類 名稱 數量 成本 預算
開發版相關 STM32F429 70 NT$1,000 87,000
UART連接線 70 NT$1,00
雜項費用 1 NT$10,000
學生專案經費 分組專案 10 NT$6,000 60,000
學生成果展預算 場地租借費用 1 NT$5,000 25,000
貴賓邀請車馬費 1 NT$10,000
雜費 1 NT$10,000
行政經費 OCF行政經費 10% NT$20,000 20,000
總預算 192,000

收支明細