ELT04300 – Mikroprozessortechnik

Modul
Mikroprozessortechnik
microprocessor technology
Modulnummer
ELT04300
Version: 1
Fakultät
Elektrotechnik
Niveau
Bachelor/Diplom
Dauer
1 Semester
Turnus
Sommersemester
Modulverantwortliche/-r

Prof. Dr.-Ing. Gernot Herbst
gernot.herbst(at)whz.de

Dozent/-in(nen)

Prof. Dr.-Ing. Gernot Herbst
gernot.herbst(at)whz.de

Lehrsprache(n)

Deutsch - 60.00%

Englisch - 40.00%

ECTS-Credits

6.00 Credits

Workload

180 Stunden

Lehrveranstaltungen

6.00 SWS (3.00 SWS Praktikum | 3.00 SWS Vorlesung mit integr. Übung / seminaristische Vorlesung)

Selbststudienzeit

90.00 Stunden
75.00 Stunden Praktikumsvor- und -nachbearbeitung
15.00 Stunden Vorbereitung Prüfung

Prüfungsvorleistung(en)

Praktikum (Protokoll, Testat)

Prüfungsleistung(en)

schriftliche Prüfungsleistung
Modulprüfung | Prüfungsdauer: 120 min | Wichtung: 100%

Lehrinhalte/Gliederung

1 Grundprinzip von Mikroprozessor- und DSP - Systemen für den Einsatz in Echtzeit-Steuerungen (Unterschiede Mikroprozessor/Mikrocontroller/DSP, notwendige Peripherieeinheiten zur Echtzeit-Signalverarbeitung und Automatisierung)

2 Entwicklungssysteme für Mikroprozessor/DSP – Systementwurf ( Integrierte Entwicklungsumgebungen (IDE), Code-Erzeugung, C-Compiler, Assembler, Linker, Debugger, JTAG-Emulation, Echtzeit - Test-Strategien, Projektverwaltung) am Beispiel von Texas Instruments „Code Composer Studio“

3 Steuerung von Basisfunktionen eines Mikroprozessors (am Beispiel des TMS320F28xx), Systemtakt –Erzeugung, Watchdog-Funktionen, Digitale Ein-/Ausgabe-Baugruppen

4 Das Interrupt – System eines Mikroprozessors ( maskierbare / nicht maskierbare Interrupts, Interrupt Vektoren, Interrupt Service Routinen, Hardware-Sequenzen, Context Save/Restore)

5 Aktuatorik- Baugruppen ( Timer-Funktionen, Pulsweiten Modulation(PWM), Zähler und Capture-Betriebsarten, QEP-Einheit, Raumzeiger-Modulation)

6 Analog-Digital-Wandlung(ADC), Betriebsarten, Auto-Sequencer-Funktionen, Hardware-Synchronisation eines ADC

7 Serielle Kommunikation, Serial Communication Interface(SCI), Serial Peripheral Interface(SPI),

8 Kernarchitektur eines Mikroprozessors; CPU, ALU, Hardware Multiplier, DMA, FPU, CLA und TMU, Harvard-Architektur, Zeiger-Arithmetik, Speicheraufbau, Pipeline-Verarbeitung

9 Festkomma- und Fliesskomma- Arithmetik ( Vorteile von fraktionalen Zahlensystemen in Reglern mit Festkomma-Prozessoren, Standard-Algorithmen für Digitale Filter/ Digitale Regler

Praktika: 18 Einzelversuche zu allen Themenschwerpunkten der Vorlesung, selbständige Durchführung im Praktikum nach Anleitungsskripten.

Qualifikationsziele

Die Studierenden

  • erlangen Grundkenntnisse zum Aufbau von Mikroprozessorsystemen, zu integrierten Peripheriebaugruppen, Kommunikationsschnittstellen und eingebetteten Speicherprinzipien von Mikroprozessorsystemen
  • werden befähigt, Einsatzbereiche von Mikroprozessoren im Umfeld der Automatisierungs- und Steuerungstechnik zu erkennen und praxisrelevante Projekte zu planen
  • erlangen Spezialkenntnisse im Umgang mit den notwendigen Entwicklungswerkzeugen Compiler, Assembler, Linker und Debugger, um praxisrelevante Softwareprojekte für Mikroprozessorsysteme zu entwickeln und zu testen
  • sind in der Lage, ingenieurgerechte Dokumentationen zu praxisrelevant durchgeführten Entwicklungsschritten zu erstellen und zu protokollieren
Besondere Zulassungsvoraussetzung
Empfohlene Voraussetzungen

Erfolgreiche Absolvierung der Module Digitaltechnik“(ELT121); Technische Informatik und Software-Entwurf (ELT401) oder inhaltlich gleichwertiger Module

Fortsetzungsmöglichkeiten
Literatur

Thomas Beierlein. Olaf Hagenbruch, Taschenbuch Mikroprozessortechnik, Fachbuchverlag, ISBN 3446220720 v.d. Grünigen, Digitale Signalverarbeitung, Fachbuchverlag Leipzig, ISBN 3446228616 Frank Bormann, C2000 Teaching CD-ROM, Texas Instruments Inc., Online – Verlag, SSQC011

Hinweise