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Mittwoch 20.06.2007Mittwoch 20.06.2007Ort: HS i2 Ort: HS i2 Zeit: 8.30 Zeit: 8.30 –– 10.00 Uhr10.00 UhrModus: schriftlichModus: schriftlichweitere Termine auf Anfrage weitere Termine auf Anfrage
Anmeldung im Anmeldung im TUGTUG--OnlineOnlineÜbungsleiter: Übungsleiter: NöhammerNöhammer StefanStefanTermine: nach PfingstenTermine: nach Pfingsten(Zeitraum 30.Mai bis 6. Juni)(Zeitraum 30.Mai bis 6. Juni)Gruppe besteht aus Gruppe besteht aus 22--3 Personen pro Arbeitsplatz3 Personen pro ArbeitsplatzGruppenlisteGruppenlisteAnmeldung bis 23.04.2007Anmeldung bis 23.04.2007Zeitdauer: 8.30 Zeitdauer: 8.30 –– 18.00 Uhr18.00 UhrÜbungsinhalt: Praktisches Übungsinhalt: Praktisches Programmieren mit einem Programmieren mit einem Mikrocontrollersystem Mikrocontrollersystem (Schrittmotoransteuerung)(Schrittmotoransteuerung)
ZIELE DER LEHRVERANSTALTUNGZIELE DER LEHRVERANSTALTUNG
Entwicklungen in der HalbleitertechnikEntwicklungen in der HalbleitertechnikGrundkenntnisse über Mikroprozessoren/MikrocontrollerGrundkenntnisse über Mikroprozessoren/MikrocontrollerVermittlung von Kenntnissen über Mikrocontroller in der industriVermittlung von Kenntnissen über Mikrocontroller in der industriellen ellen ElektronikElektronik„„EmbeddedEmbedded Systems“ Systems“ -- Auswahlkriterium für Mikrocontrollersysteme Auswahlkriterium für Mikrocontrollersysteme Prozessor Klassifikation 8Prozessor Klassifikation 8--Bit / 16Bit / 16--Bit / 32Bit ProzessorenBit / 32Bit Prozessoren
DSP / FPGA / ASICDSP / FPGA / ASICGrundlagen über Bussysteme und Kommunikation mit analogen Grundlagen über Bussysteme und Kommunikation mit analogen SchaltkreisenSchaltkreisenSoftwareentwicklung mit C für „Softwareentwicklung mit C für „EmbeddedEmbedded Systems“Systems“Verstehen von praktischen Applikationsbeispielen (C167)Verstehen von praktischen Applikationsbeispielen (C167)Qualitative Softwareentwicklung Qualitative Softwareentwicklung –– Fehlerquellen beim SoftwaredesignFehlerquellen beim Softwaredesign
Handbuch des 80C166 Handbuch des 80C166 1.Auflage Reiner Johannis 1.Auflage Reiner Johannis ISBN 3ISBN 3--80098009--42034203--88
C für Mikrocontroller C für Mikrocontroller 2. Auflage Franzis, Burkhard Mann 2. Auflage Franzis, Burkhard Mann ISBN 3ISBN 3--77237723--41564156--XX
Das 80C166er LehrbuchDas 80C166er Lehrbuch1. Auflage Karl Heinz 1. Auflage Karl Heinz DomnickDomnick, , ElektorElektor--VerlagVerlag, ISBN 3, ISBN 3--8957689576--088088--99
Gliederung der Lehrveranstaltung Gliederung der Lehrveranstaltung Teil1Teil1Einführung und MotivationEinführung und Motivation
–– Der Einsatz von MikroprozessorenDer Einsatz von Mikroprozessoren–– Mikroprozessoren/Mikrocontroller HerstellerüberblickMikroprozessoren/Mikrocontroller Herstellerüberblick–– Historische EntwicklungHistorische Entwicklung–– Ein Chip entsteht … VideoEin Chip entsteht … Video–– Entwicklung der Intel ProzessorenEntwicklung der Intel Prozessoren–– Vorführung bzw. Demonstration diverser MikrocontrollerVorführung bzw. Demonstration diverser Mikrocontroller-- StarterKitsStarterKits
Grundlagen der MikroprozessortechnikGrundlagen der Mikroprozessortechnik–– BegriffsdefinitionenBegriffsdefinitionen–– Central Central ProcessingProcessing Unit (CPU), Register, ArithmetischUnit (CPU), Register, Arithmetisch--logische Einheit (ALU), Flags, Steuerwerk …logische Einheit (ALU), Flags, Steuerwerk …–– Systembus, Adressbus, Datenbus, Steuerbus …Systembus, Adressbus, Datenbus, Steuerbus …–– Wartezyklen, Zeitmultiplexe BussignaleWartezyklen, Zeitmultiplexe Bussignale–– Mikrocontrollerarchitekturen (VonMikrocontrollerarchitekturen (Von-- Neumann Architektur, Harvard Architektur)Neumann Architektur, Harvard Architektur)–– MaschinenbefehleMaschinenbefehle–– Ablauf der BefehlsabarbeitungAblauf der Befehlsabarbeitung–– BefehlsBefehls--PipelinePipeline–– AdressierungsartenAdressierungsarten
Mikrocomputersysteme auf einem Chip Mikrocomputersysteme auf einem Chip →→ MikrocontrollerMikrocontroller–– BegriffsdefinitionenBegriffsdefinitionen–– CISCCISC-- und RISC und RISC CoresCores–– BusinterfacesBusinterfaces
BussystemeBussysteme–– CAN BusCAN Bus–– II²²C BUSC BUS–– USB BusUSB Bus–– ……..
EinfEinfüührung in die hrung in die „„embeddedembedded““ CC--ProgrammierungProgrammierung–– Aufbau und Struktur eines C ProgrammsAufbau und Struktur eines C Programms–– Assembler/LinkerAssembler/Linker–– CC--Compiler fCompiler füür Mikrocontrollerr Mikrocontroller–– Programmentwicklung und Debugging/SimulationProgrammentwicklung und Debugging/Simulation
Gliederung der Lehrveranstaltung Gliederung der Lehrveranstaltung Teil4Teil4
Detaillierte Analyse eine 16Detaillierte Analyse eine 16--Bit Mikrocontrollers Bit Mikrocontrollers –– SABSAB--C16x Mikrocontroller der Firma C16x Mikrocontroller der Firma InfineonInfineon
Demonstration mehrerer Applikationsbeispiele auf einem realen MiDemonstration mehrerer Applikationsbeispiele auf einem realen Mikrocontrollersystem (C167)krocontrollersystem (C167)–– Datenausgabe auf serielle Schnittstelle RS232Datenausgabe auf serielle Schnittstelle RS232–– TemperaturmessungTemperaturmessung–– PeriodendauermessungPeriodendauermessung–– PMW PMW –– Multiplexen von 7Multiplexen von 7--SegementSegement--AnzeigenAnzeigen–– Software für eine statusorientierte MaschineSoftware für eine statusorientierte Maschine–– ….….
SoftwareentwicklungSoftwareentwicklung–– SoftwareSoftware--EngineeringEngineering–– Software für Software für EmbeddedEmbedded SystemsSystems–– Programmiersprachen für Programmiersprachen für EmbeddedEmbedded SystemsSystems–– Programmierstil Programmierstil ↔↔ Programmentwurf/Programmentwurf/--designdesign–– Fehlerquellen bei der SoftwareentwicklungFehlerquellen bei der Softwareentwicklung
Die Entwicklung der Intel ProzessorenDie Entwicklung der Intel Prozessoren
80386 (17. Oktober 1985) (16-33 MHz)80486 (10. April 1989, 25-100 MHz)
Pentium (22. März 1993) (60-233 MHz)
32 Bit Generation (1985-200x)
-Taktfrequenz 16-33 MHz-275000 Transistoren-6 MIPS-386er war erster 32 Bit Prozessor von Intel-Adressraum 4GB
-Taktfrequenz 25-100 MHz-1.2 Millionen Transistoren-20 MIPS-fünfstufige Pipeline -Erweiterung von Cache, der seit dem 386 notwendig war. 8 KByte waren auf dem Prozessor integriert-Coprozessor integriert
-Taktfrequenz 60 MHz - 233 MHz -100 MIPS-3.2 Millionen Transistoren-4.5 Millionen beim Pentium MMX-Datenbus wurde von 32 auf 64 Bit-Cache 16 KByte
Moore`s Gesetz, in den 60er-Jahren desvorigen Jahrhunderts von Ex-Intel-Chef Gordon Mooreaufgestellte Behauptung: "Die Leistung von Computerchipsverdoppelt sich etwa alle 18-24 Monate." Tatsächlich hat dasGesetz bis heute Gültigkeit und Experten gehen davon aus,daß sich Moore`s Lawnoch bis mindestens 2015 bestätigen wird