Modulhandbuch BaET2012_DigitaltechnischeSysteme

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Verantwortlich: Prof. Dr. Hartung

Modul

Anerkennbare Lehrveranstaltung (LV)

• F07 DTS

Organisation

Bezeichnung Lang BaET2012_DigitaltechnischeSysteme MID BaET2012_DTS MPID

Zuordnung Studiengang BaET2012 Studienrichtung N Wissensgebiete N_VI

Einordnung ins Curriculum Fachsemester 5 Pflicht J Wahl

Version erstellt 2014-04-22 VID 1 gültig ab WS 2014/15 gültig bis

Zeugnistext

de

Digitaltechnische Systeme

en

Digital Systems

Unterrichtssprache

Deutsch oder Englisch

Modulprüfung

Form der Modulprüfung
sK	Regelfall (bei geringer Prüfungsanzahl: sMP)

Beiträge ECTS-CP aus Wissensgebieten
N_VI	5
Summe	5

Aufwand [h]: 150

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Prüfungselemente

Vorlesung / Übung

Form Kompetenznachweis
bÜA	Präsenzübung und Selbstlernaufgaben

Beitrag zum Modulergebnis
bÜA	unbenotet

Spezifische Lernziele

Kenntnisse

• digitaltechnische Systeme ohne Merkfähigkeit (Schaltnetze) beschreiben (modellieren) mittels ... (PFK.1, PFK.2)
  • Boole'scher Algebra
  • Schaltplan
  • Wahrheitstabelle
  • VHDL für digitale Schaltnetze
• synchrone digitale Schaltwerke (Automaten. Zähler) in ihrem Verhalten und ihrer Wechselwirkung verstehen und beschreiben (PFK.4, PFK.7)
  • Endliche Automaten/Schaltwerke
  • Erweiterte endliche Automaten
  • Kontrollfluss-Datenflusssysteme
  • VHDL für Schaltwerke und CFDF-Systeme
• Digitale Technologie
  • Digitale Schaltkreise in ihrem Verhalten und ihrer Wechselwirkung verstehen (PFK.4)
    • Elementares Schaltermodell für digitale MOS-Schaltunge
    • CMOS Basis-Schaltkreise für logische Funktionen
  • Laufzeiteffekte in Schaltnetzen verstehen, beschreiben und klassifizieren (PFK.4, PFK.2)
  • Aufbau und Funktionsweise programmierbarer Bausteine (CPLD, FPGA) verstehen und beschreiben (PFK.4)
• SoC/SoPC-Systeme
  • Systemaufbau
  • Maschinennahe Programmierung eines SoC/SoPC
  • Interrupts und Alarme
  • Programmierte Automatensteuerung
  • Regeln für Hardware/Softwareaufteilung

Fertigkeiten

• Erarbeitung von Problemlösungen, die sich mit digitaltechnischen Systemen (Schaltnetzen, Zählern, Automaten) implementieren lassen (PFK.1, PFK.2, PFK.4, PFK.5, PFK.7, PFK.8, PFK.9)
  • Design Flow kennen und anwenden
    • analysieren (PFK.7)
    • erstellen (Design)
    • synthetisieren (PFK.9)
    • vereinfachen (PFK.2, PFK.8)
    • verifizieren (PFK.10)
  • Benutzung/Anwendung
    • VHDL für digitale Funktionen
    • Design mit endlichen Automaten
    • Design einfacher CFDF Systeme
• SoC/SoPC-System erstellen
  • Programmierung des Systems mit hardwarenahem Steuerprogramm
    • Techniken zur Bearbeitung paralleler Vorgänge
      • Nutzung von Alarmen und Interrupts
      • Einfache Verfahren des Multitasking
      • Block- versus Einzelverarbeitung
    • SW-Entwicklungsumgebung für SoC/SoPC-Systeme
• Systemverhalten aus spezifizierenden Texten herleiten (PFK.11, PFK.5, PFK.4, PFK.1, PFK.2)
  • technische Texte erfassen
  • implizite Angaben erkennen und verstehen
  • fehlende Angaben
    • erkennen
    • ableiten
    • erfragen

Exemplarische inhaltliche Operationalisierung

Praktikum

Form Kompetenznachweis
bPA	Praktikum, Gruppenarbeit

Beitrag zum Modulergebnis
bPA	Testat als Voraussetzung zur Klausur

Spezifische Lernziele

Fertigkeiten

• digitale Systeme entwerfen (PFK.8, PFK.9)
  • kommerzielles Entwurfswerkzeug verstehen und einsetzen
  • Hardwarebeschreibungssprache VHDL kennen und anwenden können
• Implementierung eines CFDF-Systems
• SOPC-System
  • Vorhandene Komponenten auswählen
  • Erstellung zugeschnittener Komponenten als digitaltechnische Subsysteme
  • Programmierung der Steuerung

Handlungskompetenz demonstrieren

• komplexere Aufgaben in Kleinteam bewältigen (PSK.6)
  • Systemverhalten aus spezifizierenden Texten herleiten
    • technische Texte erfassen
    • fehlende Angaben
      • erkennen
      • ableiten
      • erfragen
  • System strukturiert analysieren
    • sinnvolle Teilsysteme (Schaltnetze, Zähler, Automaten) erkennen
    • Schnittstellen zwischen Teilsystemen erfassen
• komplexere Problemlösungen erarbeiten
  • komplexeren Problemstellungen verstehen und analysieren (PFK.1, PFK.2, PFK.4, PFK.5, PSK.4, PSK.6, PFK.12)
    • Systemverhalten aus spezifizierenden Texten herleiten
      • technische Texte erfassen
      • implizite Angaben erkennen und verstehen
      • fehlende Angaben
        • erkennen
        • ableiten
        • erfragen
    • System strukturiert analysieren
      • sinnvolle Teilsysteme (Schaltnetze, Zähler, Automaten) erkennen
      • Schnittstellen zwischen Teilsystemen erfassen
  • Teilsysteme entwerfen (PFK.1, PFK.2, PFK.4, PFK.5, PFK.7, PFK.8, PFK.14)
    • Wahrheitstabellen erstellen
    • Zustandsüberführungsdiagramme erstellen
  • komplexeren Problemlösung mittels Entwurfswerkzeug implementieren, testen und am Zielsystem in Betrieb nehmen PFK.8, PFK.9, PFK.10, PFK.14, PSK.4, PSK.6)
    • Spezifiation von Teilsystemen
      • Schaltplan
      • VHDL
    • Synthese von Teilsystemen
      • Auswahl geeigneter Bibliotheksfunktionalitäten
      • Finden syntaktischer Fehler und deren Behebung
    • Simulation von Teilsystemen
      • Erstellen von Teststimuli
      • Finden semantischer Fehler und deren Behebung
    • Spezifikation des Gesamtsystems
    • Simulationdes Gesamtsystems
      • Erstellen von Teststimuli
      • Finden semantischer Fehler und deren Behebung
    • Gesamtsystem am Zielsystem in Betrieb nehmen

Exemplarische inhaltliche Operationalisierung