Mikroprozessortechnik

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Mikroprozessortechnik

6 LP

Deutsch

#40570 / #4

SS 2017 - SS 2017

Fakultät IV

EN 3

Institut für Energie und Automatisierungstechnik

34311900 FG Elektronik und medizinische Signalverarbeitung

Orglmeister, Reinhold

Klum, Michael

lehre@emsp.tu-berlin.de

Lernergebnisse

Die Studierenden beherrschen die Grundlagen des Entwurfs und der Anwendung von Mikroprozessoren. Darüber hinaus besitzen sie fundierte Kenntnisse über prozessornahe Programmierkonzepte. Der Umgang mit Simulations-Tools zum Debuggen von Maschinenprogrammen und zur Verifizierung von Digitalschaltungen ist den Studierenden vertraut. Die erworbenen Kenntnisse des Software-Hardware-Codesigns ermöglichen es, vielfältige Einsatzmöglichkeiten der Mikroprozessortechnik zu erkennen und zu realisieren.

Lehrinhalte

Nach einem Überblick über die grundsätzliche Funktion, Struktur, Arbeitsweise und Programmierung eines Prozessors werden zunächst grundlegende Logikbausteine und deren Verknüpfungsmöglichkeiten eingeführt. Dazu implementieren die Studierenden komplexe Digitalsysteme mittels des Simulations-Tools HADES. Darauf aufbauend werden Grundlagen der Rechnerarithmetik samt Zahlendarstellungen bis zum Entwurf und zu Realisierungsmöglichkeiten eines Rechenwerkes betrachtet. Es folgen der Befehlssatz, der Datenpfad und das Steuerwerk mit Entwurfsgesichtspunkten für verschiedene Architekturen. Es werden die Programmierung von einfachen iterativen und rekursiven Algorithmen in MIPS Assembler vertieft, grundlegende Programmierkonventionen erlernt und der praktische Umgang mit dem MIPS Runtime-Simulator MARS geübt. Nach der Betrachtung der Speicherhierarchie und -verwaltung wird dann auf Metriken zur Leistungsmessung von Rechnersystemen eingegangen. Ein wichtiger Punkt zum Abschluss ist die Kopplung von Prozessor und Peripherie. Dazu werden Einblicke in aktuelle 8-Bit-Controller-Familien vermittelt.

Modulbestandteile

Pflichtteil:

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

Lehrveranstaltungen Art Nummer Turnus Sprache SWS
Mikroprozessortechnik UE 0430 L 581 SS Keine Angabe 2
Mikroprozessortechnik IV 0430 L 580 SS Keine Angabe 2

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Mikroprozessortechnik (UE):

Aufwandbeschreibung Multiplikator Stunden Gesamt
Präsenzzeit 15.0 2.0h 30.0h
Prüfungsvorbereitung 15.0 2.0h 30.0h
Vor-/Nachbereitung 15.0 2.0h 30.0h
90.0h (~3 LP)

Mikroprozessortechnik (IV):

Aufwandbeschreibung Multiplikator Stunden Gesamt
Präsenzzeit 15.0 2.0h 30.0h
Prüfungsvorbereitung 15.0 2.0h 30.0h
Vor-/Nachbereitung 15.0 2.0h 30.0h
90.0h (~3 LP)
Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 180.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 6 Leistungspunkte.

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

Die Lehrinhalte werden durch Vorlesungen, Rechnerübungen im PC Pool und Übungen vermittelt. Innerhalb der betreuten Rechnerübungen im PC Pool werden komplexere Digitalsysteme und Assemblerprogramme von den Studierenden mithilfe von Simulations-Tools entwickelt.

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

Keine.

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

Keine Angabe

Abschluss des Moduls

Benotung:

benotet

Prüfungsform:

Schriftliche Prüfung

Sprache:

Deutsch

Dauer/Umfang:

120 Minuten

Dauer des Moduls

Dieses Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

Maximale teilnehmende Personen

Dieses Modul ist nicht auf eine Anzahl Studierender begrenzt.

Anmeldeformalitäten

Eine Anmeldung ist für die Planung der Übungen und Rechnerübungen über das MOSES Portal erforderlich (http://www.moses.tu-berlin.de/). Nähere Informationen zu den Lehrveranstaltungen des Moduls und zur Anmeldung im Internet sind unter http://www.emsp.tu-berlin.de/ zu finden. Die Anmeldung zur Modulprüfung erfolg über QISPOS.

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

Literatur

Empfohlene Literatur
1) Hennesssy, J.L.; Patterson, D.A.: Rechnerorganisation und –entwurf, Spektrum Akademischer Verlag; Auflage: 3. A. (September 2005)
2) Flik, Th.: Mikroprozessortechnik. Springer-Verlag, Berlin, 2001
3) Tietze, U.; Schenk, Ch. : Halbleiter-Schaltungstechnik. Springer, Berlin; Auflage: 13., 2010

Zugeordnete Studiengänge

Dieses Modul wird auf folgenden Modullisten verwendet:

Bei ausreichenden Kapazitäten auch als Wahlpflichtmodul für anderen Studiengängen wählbar.

Sonstiges

Keine Angabe