Stichwort: Horizonterweiterung ...

Die Lehrveranstaltung betrifft  die Technik und Programmierung von Personalcomputern für Anwendungen in Embedded Systems.

Viele Aufgaben im Bereich der Embedded Systems werden mit Mitteln der PC-Technik gelöst. Der Praktiker muß in der Lage sein,  das einschlägige Angebot (Industrie-PCs, PC-Module, Systemsoftware) zu beurteilen,  auszunutzen und mit eigenen Lösungen zweckmäßig zu kombinieren.

Inhaltsübersicht: 

Personalcomputer als Mikrocontroller - Systemstrukturen und Schnittstellen - Schaltungstechnik der Ein- und Ausgabe - Systemplattformen - elementare Programmiertechniken - Nutzung moderner Systemsoftware - PCs und Mikrocontroller im Verbund - Anwendungsprobleme lösen.

In der Vorlesung werden die Grundlagen der PC-Technik, der Systemsoftware und der Programmierung im erforderlichen Umfang vorgestellt und näher erläutert. Die praktischen Übungen umfassen entsprechende Entwicklungsaufgaben bis hin zur kompletten (kleinen) Systemlösung (Beispiele: Zeitrelais,  Kabeltester, Stoppuhr, Schrittmotorsteuerung usw.). Es werden sowohl PCs als auch Mikrocontroller (z. B. Atmel AVR)  programmiert. Programmiersprachen:

• PC: je nach Zweckmäßigkeit PowerBasic, Delphi, C  (ggf. jeweils + Inline-Assembler);
• Mikrocontroller: Assembler, C.

Plattformen: PCs verschiedener Formfaktoren mit angeschlossenen Experimentiertafeln, Starterkits und Modellaufbauten. Systemsoftware: Windows, DOS (als einfacher Programmstarter für die elementare maschinennahe Programmierung). Wenn's denn sein muß -- oder wenn sich einschlägig begeisterte Studenten finden --, auch Linux (Zeitfrage).

Lernziele:

• Grundlagen + Systemzusammenhänge + Tricks,
• Kenntnisse über die typischen Schnittstellen und deren Eignung zur Lösung von anwendungsspezifischen Problemen,
• Überblick über die Wirkungsweise der wichtigsten Funktionseinheiten der PCs,
• Überblick über PC-Ausführungen, die sich zum Einsatz in Embedded Systems eignen,
• Einführung in die elementare (= hardware-nahe) Programmierung,
• elementare Praxiskenntnisse.

Abschlußleistung:  Eine Programmieraufgabe (die es etwas in sich haben wird...). Hier ein Beispiel für das Maß der Dinge:

Schwerpunkte SS 2013:

• Kostengünstige PC-Technik des Massenmarktes (z. B. die ITX-Formfaktoren) in Embedded Systems einsetzen.
• Funktionelle Dekomposition: zwischen PC und Mikrocontroller die Arbeit vernünftig aufteilen (suum cuique...)..
• Die Emulation der Bussysteme ISA und PCI sowie der parallelen Schnittstelle mittels Mikrocontroller Atmel AVR -- und zwar auf einfachste Weise. Motto: kompliziert und teuer kann's  jeder.. 

Die ersten Aufgaben

 Praktische Vorführungen/Übungen:

• LED-Ansteuerung und Tastenabfrage über E-A-Ports,
• Terminalbetrieb und LCD-Ansteuerung über serielle Schnittstelle und USB,
• Kommunikation mit externen Mikrocontrollern,
• externe Emulation PC-typischer Schnittstellen (ISA, PCI, Parallelport, RS-232),
• Ansteuerung von Relaisplatinen über serielle Schnittstelle, USB und Ethernet,
• falls noch Zeit bleibt: Serial ATA als universelle E-A-Schnittstelle.

 - Viel Erfolg beim Studium! - 

 Aktuelles:

Die Lehrveranstaltung hat am 25. 6. 2013 das letzte Mal stattgefunden.

Steuerungsforschung. Vor vier Jahren gebaut, aber auch heute noch aktuell: die Kleinsteuerung 08b.

Vorläufige Beschreibung der AVR-ISA-Plattform 07a