Technische Informatik 3 - Hardware Programmierung

NUMMER: n.n.
KÜRZEL: TI3
DOZENT: Prof. Dr.-Ing. Tim Gü­ney­su
FAKULTÄT: Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
SPRACHE: Englisch
SWS: 4 SWS
CREDITS: 5 CP
WORKLOAD: 150 h
ANGEBOTEN IM: jedes Wintersemester

INFOS

Hardware Programming – Vorlesung (2 SWS)
Hardware Programming – Übung (2 SWS)


PRÜFUNGUNGSFORM

Schriftliche Modulabschlussprüfung über 120 Minuten


LERNFORM

Vorlesung (als Folien und Tafelvortrag) und Übungen, bei denen die vorgestellten Konzepte und Techniken praktisch an unterschiedlichen Hardware-Architekturen umgesetzt werden. Die Übungen beinhalten Elemente der Gruppen- und Projektarbeit


LERNZIELE

Die Studierenden sollen Kenntnisse über technische Herausforderungen bei der anwendungsbezogenen Entwicklung von eingebetteten Systemen sowie des Internet of Things erlernen. Im Vordergrund der Veranstaltung stehen die maschinennahe Programmierung sowie die problemgerechte Integration von Aktorik und Sensorik.

Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls

kennen Studierende das Entwicklungs- und Programmiermodell sowie spezifische Eigenschaften von Mikrocontrollern als zentrale Grundlage eines eingebetteten Systems
haben Studierende die Fähigkeit zur maschinennahen Programmierung eines ausgewählten Mikrocontrollers zur Realisierung grundlegender Steuerprozesse sowie für die umgebende Peripherie
erlernen Studierende Kommunikations- und Interaktionskonzepte (z.B. serielle Kommunikation via UART, SPI, PCIe etc.) mit externen Komponenten
können Studierende nebenläufige Prozesse strukturieren, in Systemen integrieren sowie damit verbundene potenzielle Probleme verstehen
sind Studierende in der Lage, komplexe anwendungsnahe Anforderungen mittels ausgewählter Hardwarekomponenten in ein eingebettetes System zu realisieren


INHALT

Die Entwicklung von komplexen eingebetteten Systemen in Form einer zentralen Steuereinheit mit unterschiedlicher Sensorik und Aktorik spielen in vielen Anwendungen eine zentrale Rolle. In der Veranstaltung „Technische Informatik 3“ werden die vielfältigen Aufgabentypen und Realisierungsmöglichkeiten eines eingebetteten Systems sowie dessen anwendungsnaher Entwurf und Implementierung behandelt.

Ein besonderes Gewicht in der Veranstaltung wird dabei auf ein anwendungsnahes Beispiel aus der Robotik gelegt, bei der viele der genannten Eigenschaften, Programme und Peripherie entwickelt und gesamtheitlich integriert werden müssen, um die Fähigkeiten eines einfachen Robotersystems auf vorhandener Hardware nachzubilden.


VORAUSSETZUNGEN

keine


VORAUSSETZUNGEN CREDITS

Bestandene Modulabschlussprüfung und erfolgreiche Teilnahme an den Übungen


EMPFOHLENE VORKENNTNISSE

Inhalte der Module Informatik 1 – Programmierung, Informatik 2 – Algorithmen und Daten-strukturen, Technische Informatik 1 – Rechnerarchitektur und Technische Informatik 2 – Digitaltechnik.


LITERATUR

P. Marwedel: „Eingebettete Systeme“, Springer Verlag


Technical Computer Science 3 - Hardware Programming

NUMMER: n.n. KÜRZEL: TI3 DOZENT: Prof. Dr.-Ing. Tim Gü­ney­su FAKULTÄT: Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik SPRACHE: English SWS: 4 SWS CREDITS: 5 CP WORKLOAD: 150 h ANGEBOTEN IM: each winter semester

INFOS

Hardware Programming – Lecture (2 SWS)
Hardware Programming – Exercise (2 SWS)


PRÜFUNGUNGSFORM

Written final exam of 120 Minuten


LERNFORM

Lecture (as slides and blackboard) and exercises in which the presented concepts and techniques are practically implemented on different hardware architectures. The exercises contain elements of group and project work


LERNZIELE

The students should learn about technical challenges in the application-related development of embedded systems and the Internet of Things. The focus of the course is on machine-level programming and the problem-oriented integration of actuators and sensors.
After successfully completing the module
- students know the development and programming model as well as specific properties of microcontrollers as the central basis of an embedded system
- students have the ability to program a selected microcontroller at the machine-level for the realization of basic control processes as well as for the surrounding periphery
- students learn communication and interaction concepts (e.g. serial communication via UART, SPI, PCIe etc.) with external components
- students can structure concurrent processes, integrate them into systems and understand potential problems associated with them
- students are able to implement complex application-related requirements using selected hardware components in an embedded system


INHALT

The development of complex embedded systems in the form of a central control unit with different sensors and actuators play a central role in many applications. In the course "Technical Computer Science 3" the various types of tasks and implementation possibilities of an embedded system as well as its application-oriented design and implementation are dealt with.
Special emphasis in the event is placed on an application-oriented example from robotics, in which many of the properties, programs and peripherals mentioned have to be developed and integrated as a whole in order to simulate the capabilities of a simple robot system on existing hardware.


VORAUSSETZUNGEN

None


VORAUSSETZUNGEN CREDITS

Passed final module examination and successful participation in the exercises


EMPFOHLENE VORKENNTNISSE

Contents of the modules Computer Science 1 - Programming, Computer Science 2 - Algorithms and Data Structures, Technical Computer Science 1 - Computer Architecture and Technical Computer Science 2 - Digital Technology.


LITERATUR

P. Marwedel: „Eingebettete Systeme“, Springer Verlag