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Mikrokontroller-Systeme

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Mikrokontroller-Systeme
Modulbezeichnung (engl.): Microcontroller Systems
Studiengang:
Studiengang mit Beginn der Gültigkeit der betreffenden ASPO-Anlage/Studienordnung des Studiengangs, in dem dieses Modul zum Studienprogramm gehört (=Start der ersten Erstsemester-Kohorte, die nach dieser Ordnung studiert).
Mechatronik/Sensortechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2020
Code: MST2.MCS
SAP-Submodul-Nr.:
Die Prüfungsverwaltung mittels SAP-SLCM vergibt für jede Prüfungsart in einem Modul eine SAP-Submodul-Nr (= P-Nummer). Gleiche Module in unterschiedlichen Studiengängen haben bei gleicher Prüfungsart die gleiche SAP-Submodul-Nr..
P231-0060
SWS/Lehrform:
Die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) wird als Zusammensetzung von Vorlesungsstunden (V), Übungsstunden (U), Praktikumsstunden (P) oder Projektarbeitsstunden (PA) angegeben. Beispielsweise besteht eine Veranstaltung der Form 2V+2U aus 2 Vorlesungsstunden und 2 Übungsstunden pro Woche.
4SU (4 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte:
Die Anzahl der Punkte nach ECTS (Leistungspunkte, Kreditpunkte), die dem Studierenden bei erfolgreicher Ableistung des Moduls gutgeschrieben werden. Die ECTS-Punkte entscheiden über die Gewichtung des Fachs bei der Berechnung der Durchschnittsnote im Abschlusszeugnis. Jedem ECTS-Punkt entsprechen 30 studentische Arbeitsstunden (Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung, ggfs. Zeit zur Bearbeitung eines Projekts), verteilt über die gesamte Zeit des Semesters (26 Wochen).
5
Studiensemester: 5
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Projektarbeit

[letzte Änderung 13.02.2019]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

MST2.MCS (P231-0060) Mechatronik/Sensortechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2019 , 5. Semester, Pflichtfach
MST2.MCS (P231-0060) Mechatronik/Sensortechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2020 , 5. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Der Arbeitsaufwand des Studierenden, der für das erfolgreiche Absolvieren eines Moduls notwendig ist, ergibt sich aus den ECTS-Punkten. Jeder ECTS-Punkt steht in der Regel für 30 Arbeitsstunden. Die Arbeitsstunden umfassen Präsenzzeit (in den Vorlesungswochen), Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, ggfs. Abfassung einer Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Prüfung.

Die ECTS beziehen sich auf die gesamte formale Semesterdauer (01.04.-30.09. im Sommersemester, 01.10.-31.03. im Wintersemester).
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 60 Veranstaltungsstunden (= 45 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 5 Creditpoints 150 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 105 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
MST2.MIC Mikroprozessortechnik


[letzte Änderung 05.01.2022]
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
MST2.SMS Steuerung Mechatronischer Systeme


[letzte Änderung 12.04.2021]
Modulverantwortung:
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Schäfer
Dozent: Prof. Dr.-Ing. Jürgen Schäfer

[letzte Änderung 01.10.2020]
Lernziele:
Die  Studierenden  sind nach erfolgreichem Abschluss des Moduls un der Lage, anhand einer modernen 32-Bit-RISC-Architektur den Aufbau und die Arbeitsweise eines Mikrocontrollers inklusive der zugehörigen Peripherie (USART, SPI, I2C, RTC, GPIO, Timer) zu erklären. Sie kennen Methoden zur Abstraktion der verwendeten Hardware, sie erkennen mögliche Probleme bzgl. Test und Wartung der Software bereits in der Design-Phase und können unterschiedliche Implementierungsvarianten qualitativ beurteilen.

[letzte Änderung 28.03.2019]
Inhalt:
1. Werkzeuge der Softwareerstellung
- Entwicklungsumgebung µVison ARM-IDE
- Wichtige Unterstützungsprogramme
-- TortoiseSVN
-- Doxygen
2. Wichtige Entwurfsmuster
3. Nebenläufigkeit
- Problematik
- Lösungsmöglichkeiten
-- Compare and Swap
-- Load link/Store conditional
4. Abstraktion der Hardware (HAL)
5. Anwendungen aus der Praxis (exemplarisch)
- Abstrakte Implementierung einer Kommunikationsschnittstelle am Beispiel eines Interfaces zum Empfang und Senden
-- einzelner Datenbytes einer (seriellen) Schnittstelle und
-- von Datenpaketen
- Verwendung von Rückruf-Methoden in Verbindung mit Interrupts (Inversion of Control)
- Realisierung eines Consumer-producer-Modells zur Datenverarbeitung in mechatronischen Systemen

[letzte Änderung 28.03.2019]
Literatur:
Jospeh Yiu: "The Definite Guide to the ARM Cortex-M3", Newnes
Bruce P. Douglass: "Design Patterns for Embeddd Systems in C", Newnes
Daniel W. Lewis: "Fundamentals of Embedded Software with the ARM Cortex-M3", Pearson International Ed.
Thomas Eißenlöffel: "Embedded-Software entwickeln", dpunkt.verlag
J. A. Langbridge: Professional Embedded ARM Development, John Wiley & Sons, 2014
Ralf Jesse: STM32, Das umfassende Praxisbuch.ARM-Mikrocontroller programmieren für Embedded Systems, mitp Verlag, 2021
ST: "RM0008 Reference Manual", www.st.com
ARM: "ARM Compiler toolchain, Compiler Reference", http://infocenter.arm.com/help
ARM: "ARM Compiler toolchain, Usiong the Compiler", http://infocenter.arm.com/help

[letzte Änderung 05.01.2022]
[Fri Feb  3 20:47:14 CET 2023, CKEY=m3MST2.MCS, BKEY=mst4, CID=MST2.MCS, LANGUAGE=de, DATE=03.02.2023]