Aktuelles
Einleitung
Eingesetztes Enticklungsboard mit Mikroprozessor - Steht für jeden Studierenden als Leihboard während des Semesters zur Verfügung
Mikroprozessoren begegnen uns im Alltag mittlerweile überall, sie erfüllen die unterschiedlichsten Aufgaben. Je nach Einsatzgebiet werden unterschiedliche Anforderungen an diese Systeme gestellt:
- Leistungsfähigkeit
- Energieverbrauch
- Zuverlässigkeit
- Schnittstellen
- Verfügbarkeit
- Kosten
Eine weitere wichtige Anforderung, die Sie insbesondere als Entwickler von Programmen für Mikroprozessoren und damit auch in dieser Veranstaltung schätzen werden, ist die Verfügbarkeit von guten und durchdachten Entwicklungsumgebungen. Dieser Aspekt ist in den letzten Jahren nicht selten mitverantwortlich für den Erfolg von Produkten am Markt gewesen.
Vorlesung
Nach einem kurzen Rückblick zur Entstehungsgeschichte der Mikroprozessoren wird die Architektur vorgestellt und der Befehlssatz anhand eines einfachen RISC-Prozessors besprochen. Ein kurzer Vergleich von Prozessorfamilien soll anschließend insbesondere die Wirtschaftsingenieure bei der Auswahl geeigneter Systeme unterstützen. Weitere wichtige Kapitel sind die Ausnahmebehandlung und die Peripherie. Anschließend wird besonderer Wert auf die Implementierung von C-Programmen auf einer ausgewählten Architektur gelegt. Vorlesung und begleitendes Praktikum sind daher ideal aufeinander abgestimmt, der Praxisbezug wird jederzeit hergestellt und dominiert die Veranstaltung. Dies spiegelt sich auch abschließend in der neuen Prüfungsmethode wieder, welche in Form einer interaktiven Computerprüfung speziell für dieses Fach entwickelt wurde.
Praktikum
C-Programmcode zur Ansteuerung eines Temperatursensors
Im Praktikum werden unterschiedliche Anwendungen auf einer Zielplattform implementiert, wobei der Praxisbezug zu Systemen des täglichen Lebens stets hergestellt wird. Unter anderem sollen die Studierenden folgende Programme entwickeln:
- Ansteuerung einfacher Peripherie (LEDs, Buttons, Display, etc.)
- Auslesen eines Temperatursensors über I2C und Ausgabe der Umgebungstemperatur auf einem Display
- Ansteuerung eines Schrittmotors unter Verwendung von Timer-Interrupts
- Geschachtelte Interrupts zur Melodie-Ausgabe und zur Generierung einer Benutzerschnittstelle
- Einlesen eines Analogwertes über einen integrierten 10-Bit A/D-Wandler
- Generierung einer Pulsweitenmodulation
- Serielle Kommunikation über UART mit einem verbundenen PC
Virtuelle Maschine - VM
Damit Sie zur Wiederholung der Vorlesungs- und Praktikumsinhalte keine langen Installationszeiten der Entwicklungsumgebung an Ihrem Computer aufbringen müssen, wird ein komplett eingerichtetes System in Form einer virtuellen Maschine an die Studierenden ausgegeben. Im einfachsten Fall bespielen wir Ihren USB-Stick bootfähig, so dass Sie an Ihrem PC oder Laptop keinerlei Software installieren müssen und die Zeit vollständig der Wiederholung von Praktikumsinhalten genutzt werden kann. Übrigens bekommen Sie diese virtuelle Maschine mit gleicher Einrichtung auch in der Computerprüfung, so dass Sie sich ideal vorbereiten können.
Virtuelle Maschine mit komplett eingerichteter Entwicklungsumgebung
Selbstlernphase
Ergänzend zur Vorlesung und zum Praktikum haben Studierende die Möglichkeit, sich ein ARM7TDMI in der Bereichsbibliothek Steinfurt zur Unterstützung der Selbstlernphase außerhalb der Hochschule zu leihen. Die Praktikumsinhalte lassen sich somit ideal Vor- und Nachbereiten. Neben dem Mikroprozessor steht übrigens auf dem Leihboard auch die im Modul verwendete Peripherie, wie Temperatursensor, Schrittmotor, Lautsprecher, etc. zur Verfügung.
Organisatorisches
- Umfang: 2 SWS Vorlesung, 2 SWS Praktikum
- Prüfungsform: Computerprüfung (90 Minuten)
- Unterlagen zur Vorlesung und zum Praktikum finden Sie im ILIAS
Literatur
- Patterson, D.A., Hennessy, J.L., Rechnerorganisation und Rechnerentwurf, Oldenbourg Verlag, 2011
- Neubauer, A., Mikroprozessoren, Schlembach Verlag, 2012
- Furber, S., ARM-Rechnerarchitekturen für System-on-Chip-Design, Mitp Verlag, 2002
- Wüst, K., Mikroprozessortechnik, Vieweg Verlag, 2011