E244 – Digital Systems and Microprocessors

Module
Digital Systems and Microprocessors
Digitale Systeme und Mikroprozessoren
Module number
E244 [EA_21]
Version: 2
Faculty
Electrical Engineering
Level
Bachelor/Diploma
Duration
1 Semester
Semester
Summer semester
Module supervisor

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

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

Prof. Dr.-Ing. Sven Zeisberg
sven.zeisberg(at)htw-dresden.de
Lecturer in: "Mikroprozessoren"
Course language(s)

German
in "Digitale Systeme"

German
in "Mikroprozessoren"
ECTS credits

6.00 credits
3.00 credits in "Digitale Systeme"
3.00 credits in "Mikroprozessoren"
Workload

180 hours
90 hours in "Digitale Systeme"
90 hours in "Mikroprozessoren"
Courses

6.00 SCH (4.00 SCH Lecture | 1.00 SCH Seminar | 1.00 SCH Internship)
3.00 SCH (2.00 SCH Lecture | 1.00 SCH Seminar) in "Digitale Systeme"
3.00 SCH (2.00 SCH Lecture | 1.00 SCH Internship) in "Mikroprozessoren"
Self-study time

90.00 hours
45.00 hours in "Digitale Systeme"
45.00 hours in "Mikroprozessoren"
Pre-examination(s)
None
Examination(s)

Written examination
Module examination | Examination time: 180 min | Weighting: 90%
in "Digitale Systeme"

Alternative examination - Practical laboratory course
Weighting: 10%
in "Mikroprozessoren"
Form of teaching
Digitale Systeme:

Vorlesung ergänzt durch Übungen

Mikroprozessoren:

Vorlesung ergänzt durch Übung und Praktikum
Media type
No information
Instruction content/structure
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.
Qualification objectives
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.
Social and personal skills
No information
Special admission requirements
No information
Recommended prerequisites

Elektronik 2

Elektrotechnik, Mathematik.
Continuation options
No information
Literature
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.
Current teaching resources
Digitale Systeme:

Foliensatz, Übungsaufgaben, Lösungen der Übungen zum Download

Mikroprozessoren:

Ausgewählte Folien in elektronischer Form.
Notes
No information
Link to course/learning resources in OPAL
https://bildungsportal.sachsen.de/opal/auth/RepositoryEntry/26824409112
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