E244 – Digitale Systeme und Mikroprozessoren

Modul

Digitale Systeme und Mikroprozessoren
Digital Systems and Microprocessors

Modulnummer

E244 [EA_21]
Version: 2

Fakultät

Elektrotechnik

Niveau

Bachelor/Diplom

Dauer

1 Semester

Turnus

Sommersemester

Modulverantwortliche/-r

Prof. Dr.-Ing. Jens Schönherr
jens.schoenherr(at)htw-dresden.de

Dozent/-in(nen)

Prof. Dr.-Ing. Jens Schönherr
jens.schoenherr(at)htw-dresden.de
Dozent/-in in: "Digitale Systeme"

Prof. Dr.-Ing. Sven Zeisberg
sven.zeisberg(at)htw-dresden.de
Dozent/-in in: "Mikroprozessoren"

Lehrsprache(n)

Deutsch
in "Digitale Systeme"

Deutsch
in "Mikroprozessoren"

ECTS-Credits

6.00 Credits
3.00 Credits in "Digitale Systeme"
3.00 Credits in "Mikroprozessoren"

Workload

180 Stunden
90 Stunden in "Digitale Systeme"
90 Stunden in "Mikroprozessoren"

Lehrveranstaltungen

6.00 SWS (4.00 SWS Vorlesung | 1.00 SWS Übung | 1.00 SWS Praktikum)
3.00 SWS (2.00 SWS Vorlesung | 1.00 SWS Übung) in "Digitale Systeme"
3.00 SWS (2.00 SWS Vorlesung | 1.00 SWS Praktikum) in "Mikroprozessoren"

Selbststudienzeit

90.00 Stunden
45.00 Stunden in "Digitale Systeme"
45.00 Stunden in "Mikroprozessoren"

Prüfungsvorleistung(en)

Keine

Prüfungsleistung(en)

Schriftliche Prüfungsleistung
Modulprüfung | Prüfungsdauer: 180 min | Wichtung: 90%
in "Digitale Systeme"

Alternative Prüfungsleistung - Laborpraktikum
Wichtung: 10%
in "Mikroprozessoren"

Lehrform

Digitale Systeme:

Vorlesung ergänzt durch Übungen

Mikroprozessoren:

Vorlesung ergänzt durch Übung und Praktikum

Medienform

Keine Angabe

Lehrinhalte/Gliederung

Digitale Systeme:

Analyse und Synthese kombinatorischer Schaltungen
(Schaltalgebra, Wahrheitstabelle, Normalformen, Karnaugh-Veitch-Diagramm, Ressourcenabschätzung, Realisierung mit vorgegebenen Gattertypen)
Analyse und Synthese synchroner sequentieller Schaltungen: Grundlagen der Automatentheorie (Mealy- und Moore-Automaten), Verhaltensbeschreibung von sequentiellen Systemen (Zustandsübergangstabellen, Zustandsgraph, EFSM), Zustandskodierung, Aufwands- und Geschwindigkeitsabschätzung, Entwurf sequentieller Schaltungen
Schaltungen zur Arithmetik mit Binärzahlen (Darstellung vorzeichenloser und vorzeichenbehafteter Binärzahlen, optimierte Implementierungen der Grundrechenoperationen)
Beschreibung von kombinatorischen und sequenziellen Schaltungen in VHDL und deren Logiksynthese

Mikroprozessoren:

Der Kurs vermittelt Grundkenntnisse zur Informationsdarstellung, zu notwendigen Hardwarekomponenten sowie zu Aufbau und Funktionsweise von Mikroprozessoren/Mikrocontrollern und deren Peripherie. Das Verständnis der Rechnerarchitektur wird durch den Umgang mit der Assemblersprache vertieft. Die Lehrveranstaltung beinhaltet die praktische Anwendung des erworbenen Wissens im Laborversuch am Beispiel der Mikrocontroller-Familie 8051.

Qualifikationsziele

Digitale Systeme:

Kenntnisse:

Aufbau digitaler Schaltungen auf Logik-/Gatterniveau und deren Funktionsweise

Fertigkeiten:

Synthese kombinatorischer Schaltungen nach verbalen Spezifikationen oder VHDL-Beschreibungen
Synthese sequentieller Schaltungen auf der Basis von Automatenstrukturen oder VHDL-Beschreibungen
Beschreibung von erweiterten Automaten (EFSMs) in VHDL

Mikroprozessoren:

Kenntnisse: Grundlagen zur Informationsdarstellung, zu notwendigen Hardwarekomponenten sowie zu Aufbau und Funktionsweise von Mikroprozessoren/Mikrocontrollern und deren Peripherie.

Fertigkeiten: Sicherer Umgang mit Mikrorechnern und einfache Programmierung von Mikrocontrollern.

Kompetenzen: Kenntnis der umfangreichen Terminologie. Fachliteratur lesen und verstehen können. Beurteilung (im Sinne der Auswahl) und Evaluierung der Leistungsfähigkeit gängiger Mikrorechnersysteme.

Sozial- und Selbstkompetenzen

Keine Angabe

Besondere Zulassungsvoraussetzung

Keine Angabe

Empfohlene Voraussetzungen

Elektronik 2

Elektrotechnik, Mathematik.

Fortsetzungsmöglichkeiten

Keine Angabe

Literatur

Digitale Systeme:

D. Hoffmann: Grundlagen der Technischen Informatik, Hanser, 2010.
G. Kemnitz: Technische Informatik – Teil 2: Entwurf digitaler Schaltungen, Springer, 2011.
H. Liebig: Logischer Entwurf digitaler Systeme, Springer, 2006.
W. Schiffmann/R. Schmitz: Technische Informatik 1, Springer, 2004.
S. Hentschke: Grundzüge der Digitaltechnik, Teubner, 1988.
F. Kesel/R. Bartholomä, R.: Entwurf von digitalen Schaltungen und Systemen mit HDLs und FPGAs: Einführung mit VHDL und SystemC, Oldenbourg, 2013.
J. Reichardt/B. Schwarz: VHDL-Synthese - Entwurf digitaler Schaltungen und Systeme, Oldenbourg Wissenschaftsverlag, 2009.

Mikroprozessoren:

Einschlägige Literatur in Handbibliothek der HTW, Hinweise in der Vorlesung.

Aktuelle Lehrressourcen

Digitale Systeme:

Foliensatz, Übungsaufgaben, Lösungen der Übungen zum Download

Mikroprozessoren:

Ausgewählte Folien in elektronischer Form.

Hinweise

Keine Angabe

Link zu Kurs/Lernressourcen im OPAL

https://bildungsportal.sachsen.de/opal/auth/RepositoryEntry/26824409112

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