|
Lehrende: Dr.-Ing. Matthias Rychetsky
Veranstaltungsart:
Vorlesung
Orga-Einheit: FB18 Elektrotechnik und Informationstechnik
Anzeige im Stundenplan:
Microproc. Systems
Fach:
Anrechenbar für:
Semesterwochenstunden:
2
Unterrichtssprache:
Englisch
Min. | Max. Teilnehmerzahl:
- | -
Lehrinhalte:
Die Vorlesung soll einen Überblick über Komponenten, Architekturen
und Anwendungen als auch die Programmierung von (eingebetteten)
Computersystemen geben.
Inhalt:
1. Grundlagen
Grundlagen der Rechnerarithmetik, übliche Standards, nicht numerische
Datentypen.
2. Zentraleinheit eines Mikrocomputern
Prinzipielle Komponenten, ihre Verwendung und Zusammenspiel, zeitliche
Abfolge der Operationen und ihre Darstellung in Timing Diagrammen
3. Programmierung und Organisation einer CPU
3.1 CISC-Architektur
Historischer Überblick, die 680xx Familie und Koprozessoren
3.2 RISC-Prozessoren
Definition der RISC-Architektur, Gegensatz zu CISC, architektonische Grundzüge:
einfacher Befehlssatz, Pipelining, Registerfile; Beispiel: ARM (wird auch
in der Übung verwendet)
3.3 Microcontroller
Wirtschaftliche Motivation, Einsatzgebiete und Beispielanwendungen.
3.4 Signalprozessoren
Prinzip der digitalen Signalverarbeitung, Anforderung an Prozessoren, General-Purpose
Signalprozessoren, architektonische Prinzipien: Unterstützung der
MAC Struktur, Busvervielfachung, Pipelining. Texas Instruments DSPs
4. Weitere Komponenten eines Mikrocomputersystems
4.1 Halbleiterspeicher
Statisches RAM, Dynamisches RAM, EPROM, EEPROM, EDO-RAM, SDRAM, RamBus,
DDR, Anwendungsbeispiele.
4.2 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.
5. Entwicklungsmethoden
5.1 Programmentwicklung in Assembler
Formate, Pseudooperationen, Objektmodule, Lader, Makros, Unterprogramme
und Programmentwicklung.Grundlegende Adressierungstechniken und ihre Realisierung in realen Mikroprozessoren,
Speicherverwaltungstechniken.
5.2 Hardwarenahes programmieren in C
Interrupt-Serviceroutinen in C, Nutzung prozessorspezifischer Merkmale,
Inline-Assembler, Betriebssystem-Interface und C, Assembler + C
Literatur:
David A. Patterson and John L. Hennessy: Computer Organization and
Design, Morgan Kaufmann Publishers, Inc., San Francisco, 1998
T. Flik, H. Liebig: Mikroprozessortechnik, Springer Verlag, 1998
John F. Wakerly: Microcomputer Architecture and Programming, John
Wiley & Sons, 1989
John B. Peatman: Design with Microcontrollers, McGraw-Hill, 1988
Kai Hwang: Advanced Computer Architecture: Parallelism, Scalability,
Programmability, McGraw-Hill, 1993
Voraussetzungen:
Vordiplom in Elektrotechnik oder Informatik
|
