| Beschreibung |
Das Hardware-Praktikum ist eine Veranstaltung für Studierende im vierten Semester
mit Hauptfach Informatik und vertieft in praktischen Versuchen die in den Vorlesungen
Technische Informatik I und II erworbenen Kenntnisse. Hierbei gliedert sich die
Veranstaltung in insgesamt drei Themenschwerpunkte: Mikroprozessor-Programmierung Zu Beginn des Praktikums werden die in der Vorlesung Technische Informatik II beim Entwurf und der Analyse eines 32-Bit Prozessors gemachten Erfahrungen aufgegriffen und ein kommerzieller Mikroprozessor der Firma Microchip programmiert und getestet. Der Prozessor ist hierbei Teil des sogenannten PICee-Entwicklungssystems, das als Grundlage für alle Versuche des Praktikums dient und nebem dem PIC16F84-Prozessor über Tasten, Schalter, Leuchtdioden sowie einem zweizeiligen LCD-Display verfügt. Ein besonderes Augenmerk dieser Versuchsreihe liegt hierbei auf den benötigten Entwicklungswerkzeugen wie Compiler und Simulator.
Aufbau kombinatorischer und sequentieller Schaltkreise Teile des systematischen Rechnerentwurfs werden in dieser Versuchsreihe in die Praxis umgesetzt, insbesondere Dekodierer, Multiplexer, Register sowie ein einfacher Rechner, der die Grundrechenarten Addition, Subtraktion und Multiplikation beherrscht, werden dabei entwickelt. Wie im modernen Rechnerentwurf üblich werden die Schaltungen nicht aus diskreten Logikgattern aufgebaut, sondern vollständig am PC entwickelt und getestet, bevor sie mit programmierbaren Bausteinen (FPGAs der Altera MAX7000 Serie) im Rahmen der dritten Versuchsreihe ebenfalls in das PICee-Entwicklungssystem eingebettet werden. Neben der direkten Eingabe der Schaltung mit Hilfe vorgefertigter Bibliotheksmodule wird dabei auch der Entwurf von Schaltkreisen mit der Hardwarebeschreibungssprache VHDL vorgestellt.
Grundlagen der Analog- und Digitaltechnik Den Abschluss des Mobilen Hardware-Praktikums bildet eine Versuchsreihe, in der mit grundlegenden Bauteilen der Elektronik wie Widerständen, Kondensatoren und Transistoren einfache Schaltungen aufgebaut und mit dem PICee-Entwicklungssystem gesteuert und analysiert werden. Zudem werden einige der in der zweiten Versuchsreihe entwickelten Schaltkreise ebenfalls in das PICee-Entwicklungssystem eingebunden.
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| Ablauf |
Das Praktikum findet in einer mobilen, webbasierten Form statt, bei der den einzelnen
Gruppen zu je 3 Studierenden zu Beginn des Semesters alle Versuchsaufgaben, die benötigte
Hard- und Software sowie entsprechende Tutorials, Dokumentationen und Vorträge zur
Verfügung gestellt werden. Desweiteren wird ein moderiertes Forum angeboten, um die Kontaktaufnahme
mit anderen Gruppen bzw. den Veranstaltern zur Klärung von Fragen und Problemen zu ermöglichen. Die Lösungen zu den gestellten Aufgaben werden dann von den gebildeten Kleingruppen in Eigenregie erstellt und zu festgelegten Terminen über das Übungsportal in elektronischer Form abgegeben. Die Bewertung wird von den jeweiligen Tutoren ebenfalls in elektronischer Form vorgenommen und in das Übungsportal eingetragen. Eine Besonderheit stellen hierbei die sogenannten Präsentationen dar: nach jedem Abgabetermin werden mehrere Gruppen bestimmt, die - anstelle einer elektronischen Bewertung - in der darauffolgenden Woche Ihre Lösungen dem Tutor präsentieren und erläutern. Das Mobile Hardware-Praktikum ist im Sommersemester 2003 erstmals auch Teil des Universitären Lehrverbundes Informatik, so dass auch maximal 8 auswärtigen Studierenden die Teilnahme ermöglicht wird. |
