Organisation

Typ:Vorlesung
Zeit:Mo. 15:20 - 17:00
Raum:S3|06/053
Vorlesungsbeginn:11.04.2016
Dozent:Dr.-Ing. Matthias Rychetsky
CP:siehe TUCAN
Turnus:jedes Sommersemester
Vorlesungssprache:englisch
Zuordnung:iCE, ETiT

Voraussetzungen zur Teilnahme

Bachelor in Elektrotechnik oder Informatik

Übungsbetrieb

Termin:Mo. 17:10 - 17:55
Übungsbeginn:         25.04.2016
Raum:S3|06/053
Dozent:M.Sc. Dominik Großkurth

Inhalte

Die Vorlesung soll einen Überblick über Komponenten, Architekturen und Anwendungen als auch die Programmierung von (eingebetteten) Computersystemen geben.

  • Grundlagen:
    Grundlagen der Rechnerarithmetik, übliche Standards, nicht numerische Datentypen.
  • Zentraleinheit eines Mikrocomputers:
    Prinzipielle Komponenten, ihre Verwendung und Zusammenspiel, zeitliche Abfolge der Operationen und ihre Darstellung in Timing Diagrammen
  • Programmierung und Organisation einer CPU:

    • CISC-Architektur:
      Historischer Überblick, die 680xx Familie und Koprozessoren
    • RISC-Prozessoren:
      Definition der RISC-Architektur, Gegensatz zu CISC, architektonische Grundzüge: einfacher Befehlssatz, Pipelining, Registerfile; Beispiel: ARM (wird auch in der Übung verwendet)
    • Microcontroller:
      Wirtschaftliche Motivation, Einsatzgebiete und Beispielanwendungen.
    • Signalprozessoren:
      Prinzip der digitalen Signalverarbeitung, Anforderung an Prozessoren, General-Purpose, Signalprozessoren, architektonische Prinzipien: Unterstützung der MAC Struktur, Busvervielfachung, Pipelining. Texas Instruments DSPs

  • Weitere Komponenten eines Mikrocomputersystems

    • Halbleiterspeicher:
      Statisches RAM, Dynamisches RAM, EPROM, EEPROM, EDO-RAM, SDRAM, RamBus, DDR, Anwendungsbeispiele.
    • Ein/Ausgabe:
      E/A-Organisation, E/A-Schnittstellen und -Protokolle (RS232, USB, PCI, I2C etc.). Unterbrechungs- und Ausnahmebehandlung (Interrupts und Traps), Priorisierung, Kombination mit E/A.

  • Entwicklungsmethoden

    • Programmentwicklung in Assembler:
      Formate, Pseudooperationen, Objektmodule, Lader, Makros, Unterprogramme und Programmentwicklung.
      Grundlegende Adressierungstechniken und ihre Realisierung in realen Mikroprozessoren, Speicherverwaltungstechniken.
    • Hardwarenahes programmieren in C:
      Interrupt-Serviceroutinen in C, Nutzung prozessorspezifischer Merkmale, Inline-Assembler, Betriebssystem-Interface und C, Assembler + C

Literatur

  • B. Douglass; Doing Hard Time, Developing Real-Time Systems with UML, Objects, Frameworks, and Patterns, Addison-Wesley, 1999
  • W. Wolf; Computers as Components, Principles of Embedded Computing Systems Design, Academic Press, 2nd edition, 2008
  • J. L. Hennessy and D. A. Patterson; Computer Architecture a Quantitative Approach; Morgan Kaufman Publishers, 4th edition, 2006
  • T. Flick, H. Liebig; Mikroprozessortechnik; Springer Verlag, 7. Auflage, 2005
  • T. Beierlein, O. Hagenbruch; Taschenbuch Mikroprozessortechnik; Fachbuchverlag Leipzig, 3. Auflage, 2004

Prüfung

Die nächste schriftliche Prüfung findet siehe TUCAN statt.

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Kontakt

Technische Universität Darmstadt

Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik

Fachgebiet Integrierte Elektronische Systeme

Prof. Dr.-Ing. Klaus Hofmann

Merckstr. 25

64283 Darmstadt

+49 6151 16-20256

+49 6151 16-20264

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