Beschreibung einzelner Lerneinheiten (ECTS-Lehrveranstaltungsbeschreibungen) pro Semester

Keine

• Ebenen der Fertigungsautomation
• Einsatzgebiete von Feldbussen
• CAN-Bus und Profibus
• Auswahl von Feldbussen
• Peripherieeinheiten von Mikrocontrollern
• Auswahl von Mikrocontrollern
• Stromsparmodi von Mikrocontrollern
• Start-up eines Mikrocontrollersystems
• Speichertestmethoden für RAM und ROM
• OSI Modell von drahtlosen Kommunikationsprotokollen mit Schwerpunkt auf die unteren Schichten (physical and media access layer)
• Grundlagen der RF Technik (Wellenausbreitung, Modulationstechniken)
• Media Access Techniken die in drahtlosen Protokollen zur Anwendung kommen - Beispiele von drahtlosen Kommunikationsprotokollen (z.B. WLAN, BT)
• Beispiel einer Wireless Stack Implementierung in einem Mikrocontroller
• Einführung Hardwarebeschreibungssparachen (HDL), Syntax einer typischen HDL
• Grundelemente digitaler Logik in einer HDL.Verifikation eines Digitaldesigns mit Hilfe von HDL test benches
• Simulation von digitaler Logik und test benches
• Übersicht über typische programmierbare Logikbausteine (PLDs)
• Design flow und Toolchain von PLDs
• Synthese von digitaler Logik, die mit einer HDL beschrieben sind, in ein PLD
• Beispielprojekte: Vom Design über Simulation zur Implementierung in einem PLD

Die Studierenden können

• die klassischen Anwendungsgebiete von Feldbussen aufzählen.
• die verschiedenen Ebenen der Fertigungsautomatisierung erläutern.
• die Feldbussysteme CAN und Profibus mit ihren spezifischen Merkmalen erklären.
• die Einsatzmöglichkeiten der beiden erwähnten Feldbussysteme anhand ihrer Eigenschaften argumentieren.
• die spezifischen Eigenschaften der Peripherieeinheiten eines Mikrocontrollers erklären.
• einen Mikrocontroller für eine gegebene Anwendung aussuchen.
• die Stromsparmöglichkeiten von Mikrocontrollern aufzählen und vergleichen.
• erläutern, wie eine Hochstartphase eines Mikrocontrollers zu implementieren ist.
• die Speichertestmethoden untereinander vergleichen und für eine Anwendung die geeignete auswählen.
• die speziellen Eigenschaften einer drahtlosen Übertragung beschreiben, basierend auf dem Lagenmodell (z.B OSI).
• die grundlegenden Eigenschaften elektromagnetischer Wellenausbreitung skizzieren.
• den physikalischen Layer von drahtlosen Kommunikationsprotokollen beschreiben.
• die Modulationstechniken, die in drahtlosen Verbindungen zur Anwendung kommen, beschreiben und deren Vor- und Nachteile diskutieren.
• die Techniken, die vom Media Access Layer einer drahtlosen Übertragung verwendet werden, beschreiben und diskutieren.
• Beispiele technischer Realisierung von drahtlosen Verbindungen beschreiben und diskutieren (z.B. WIFI, Bluetooth, 802.15.4).
• einen drahtlosen Stack (z.B. Bluetooth low energy) anwenden, um eine drahtlose Verbindung auf einer Mikrocontroller-Plattform zu implementieren.
• die geschichtliche Entwicklung von Hardware Desciption Languages (HDL) aufzählen. Beispiele von typischen HDL sind bekannt.
• die Anwendung von HDL Digital-Design beschreiben und diskutieren.
• HDL anwenden um grundlegende Elemente digitaler Logik zu beschreiben, auf Grundlage der Kenntnis der Syntax einer HDL.
• kombinatorische und sequentielle Logik (Zähler, Dekoder, Zustandsautomaten, Digitale Filter oder Regler) beschreiben.
• HDL anwenden um Test-Benches zu definieren, die zu testende digitale Logik simulieren.
• Simulator-Tools anwenden, um Test-Benches und die zu testende digitale Logik zu simulieren.
• verschiedene Arten von programmierbaren Bausteinen (PLD) beschreiben.
• die internen Ressourcen eines PLD beschreiben.
• einen PLD für eine gegebene Anwendung auf Basis seiner Eigenschaften aussuchen.
• den Design-Ablauf für einen PLD im Detail beschreiben.
• ein HDL-Design für einen PLD synthetisieren unter Verwendung von Designwerkzeugen. 
• die Elemente der digitalen Logik auf allen Ebenen des Designflusses identifiziert werden.
• einen PLD in einem kleinen Projekt anwenden um eine digitale Logik zu realisieren.
  
   

Interaktive Vorlesung, Selbst gesteuertes Lernen, Laborübungen, Praktische Projektarbeit.

Prüfung

Nicht zutreffend

• Schrom, Harald (2007): Optimiertes Feldbussystem: Entwurf und Realisierung eines integralen Low-Power/Low-Cost Feldbussystems. 1st Ed. Saarbrücken: VDM Verlag Dr. Müller.
• Bormann, Alexander; Hilgenkamp, Ingo (2006): Industrielle Netze. Ethernet-Kommunikation für Automatisierungsanwendungen. Heidelberg: Hüthig (PRAXIS).
• Tse, David ; Viswanath, Pramod (2005): Fundamentals of wireless communication. Cambridge, UK: Cambridge University Press.
• Thomas, Donald ; Moorby, Philip (2008): The Verilog Hardware Description Language. 5th ed. 2002 edition. Springer.
• Ashenden, Peter J. (2011): The designer’s guide to VHDL. 3. ed. Amsterdam (u.a.): Morgan Kaufmann.
• Grout, Ian (2008): Digital systems design with FPGAs and CPLDs. Amsterdam (u.a.): Elsevier/Newnes.
• Brinkschulte, Uwe (2010): Mikrocontroller und Mikroprozessoren. Berlin, Heidelberg: Springer.

Präsenzveranstaltung