BaET2012_FG < F07_Studium

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-----
*Verantwortlich:* Prof. Dr. Rainer Bartz
---++ Modul
---+++ Anerkennbare Lehrveranstaltung (LV) 
   * [[F07_FG]]

---+++ Organisation
<sticky>
  <table border="0">
    <tr valign="top">
      <td>
        <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
          <th colspan="2">Bezeichnung</th>
          <tr>
            <td>Lang</td>
            <td>%FORMFIELD{"Bezeichnung"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>MID</td>
            <td>BaET2012_FG</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>MPID</td>
            <td/>
          </tr>
        </table>
      </td>
      <td> </td>
      <td>
        <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
          <th colspan="2">Zuordnung</th>
          <tr>
            <td>Studiengang</td>
            <td>%FORMFIELD{"Studiengang"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Studienrichtung</td>
            <td>%FORMFIELD{"Studienrichtung"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Wissensgebiete</td>
            <td>A_FI, N_SPEZ</td>
          </tr>
        </table>
      </td>
      <td> </td>
      <td>
        <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
          <th colspan="2">Einordnung ins Curriculum</th>
          <tr>
            <td>Fachsemester</td>
            <td>%FORMFIELD{"Fachsemester"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Pflicht</td>
            <td>%FORMFIELD{"Pflicht"}%</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>Wahl</td>
            <td>%FORMFIELD{"Wahl"}%</td>
          </tr>
        </table>
      </td>
      <td> </td>
      <td>
        <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
          <th colspan="2">Version</th>
          <tr>
            <td>erstellt</td>
            <td>2013-05-22</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>VID</td>
            <td>1</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>gültig ab</td>
            <td>WS 2012/13</td>
          </tr>
          <tr>
            <td>gültig bis</td>
            <td/>
          </tr>
        </table>
      </td>
    </tr>
  </table>
</sticky>

---++++ Zeugnistext
---+++++ de
Feldbus Grundlagen
---+++++ en
Introduction to Fieldbus Systems


---++++ Unterrichtssprache
Deutsch oder Englisch

---+++ Modulprüfung
<sticky>
  <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
    <th colspan="2">Form der Modulprüfung</th>
    <tr>
      <td>sK</td>
      <td>Regelfall (bei geringer Prüfungsanzahl: sMP)</td>
    </tr>
  </table>
</sticky>

<sticky>
  <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
    <th colspan="2">Beiträge ECTS-CP aus Wissensgebieten</th>
    <tr>
      <td>%FORMFIELD{"Wissensgebiet1Text"}%</td>
      <td>%FORMFIELD{"Wissensgebiet1Value"}%</td>
    </tr>
    <tr>
      <td>Summe</td>
      <td>%FORMFIELD{"ECTS"}%</td>
    </tr>
  </table>
</sticky>

*Aufwand [h]:* %FORMFIELD{"Aufwand"}%


-----
---++ Prüfungselemente
%STARTSECTION{"Vorlesung / Übung"}%
---+++ Vorlesung / Übung

<sticky>
  <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
    <th colspan="2">Form Kompetenznachweis</th>
    <tr>
      <td>bÜA</td>
      <td>Präsenzübung und Selbstlernaufgaben</td>
    </tr>
  </table>
</sticky>

<sticky>
  <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
    <th colspan="2">Beitrag zum Modulergebnis</th>
    <tr>
      <td>bÜA</td>
      <td>unbenotet</td>
    </tr>
  </table>
</sticky>

---++++ Spezifische Lernziele 
---+++++ Kenntnisse
   * Topologien in Kommunikationsnetzen (PFK.1,2)
   * Notationen in Kommunikationsstandards (PFK.2)
   * ISO/OSI Referenzmodell: Layer, Dienste, PDU, ... (PFK.1,2,7)
   * Aspekte des Physical Layer: Leitungscodes, elektr. Ausprägung, ... (PFK.1,3,7)
   * Aspekte des Data Link Layer: Protokolle, Datensicherung, Buszugriffsverfahren,... (PFK.1,7,8)
   * PhL und DLL eines konkreten Feldbus-Standards (PFK.1,4,5)
---+++++ Fertigkeiten
   * Die Studierenden erarbeiten sich grundlegende Kenntnisse über industrielle Kommunikationssysteme (PFK.4,5)
   * Kommunikationsstandards verstehen (PFK.4,5,7,8)
      * Die Studierenden können die gängigen Beschreibungsmethoden für Kommunikationsstandards erklären
      * Sie können Dienste in der gängigen Beschreibungsart darstellen und interpretieren
      * Sie können die zur Funktionsbeschreibung verwendeten State Charts verstehen und erstellen
      * Sie können die zeitlichen Abläufe mittels Sequenzdiagramme veranschaulichen
   * Physical Layer Mechanismen verstehen (PFK.4,5,7)
      * Die Studierenden können gängige Leitungscodes anwenden und zugehörige zeitliche Signalverläufe deuten
      * Die Studierenden können elektrische Spezifikationen ausgewählter Übertragungssysteme verstehen
   * Data Link Layer Funktionen verstehen und anwenden (PFK.4,7,8)
      * Die Studierenden können wesentliche Komponenten eines Protokolls benennen
      * Sie können bedeutende Verfahren zur Datensicherung beschreiben und auf Nutzdatensequenzen anwenden
      * Sie können die üblichen Zugriffsverfahren (M/S, Token, CSMA) beschreiben und ihre Eigenschaften darstellen
   * Einen beispielhaften Feldbus-Standard verstehen (PFK.4,7,10)
      * Die Studierenden können eine reale Feldbus-Spezifikation im Sinne des ISO/OSI Modells einordnen.
      * Sie können das Verhalten von Kommunikationsteilnehmern nachvollziehen.
      * Sie können eine Feldbus-Spezifikation bewerten und Vor- und Nachteile diskutieren.
---+++++ Handlungskompetenz demonstrieren (PFK.7,8,9)
   * Die Studierenden können gängige Datensicherungsverfahren anwenden
   * Sie können Dienste und Funktionalitäten in gängige Notation überführen
   * Sie können Protokolle analysieren und die enthaltenen Nutzdaten extrahieren
   * Sie können Protokoll-konforme Datenströme generieren, mit denen vorgegebene Nutzdaten transportiert werden

---++++ Exemplarische inhaltliche Operationalisierung 
Topologien: PzP, Linie, Ring, Stern<br>
Notationen: Dienstbeschreibung, Sequenzdiaramme, Zustandsdiagramme (Mealy)<br>
Elemente des ISO/OSI Modells: Layer, Kapselung, Funktionen, Dienste (PeerToPeer, lokal), PDU-SDU-PCI-ICI, Verbindung<br>
Leitungscodes: digital (NRZ, PRZ, BiPhaseL, DPLM,...), analog (ASK, FSK, PSK, ...)<br>
RS-232, RS-485<br>
Datensicherung: Parity, Blocksicherung, Checksum, CRC, ...<br>
Zugriffsverfahren: Master/Slave, Token, CSMA/CD, CSMA/CA, ...<br>
Controller Area Network (CAN) als Beispiel<br>
<br>


%ENDSECTION{"Vorlesung / Übung"}%

%STARTSECTION{"Praktikum"}%
---+++ Praktikum

<sticky>
  <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
    <th colspan="2">Form Kompetenznachweis</th>
    <tr>
      <td>bPA</td>
      <td>Projektaufgabe im Team bearbeiten (z.B. im Praktikum)</td>
    </tr>
  </table>
</sticky>

<sticky>
  <table border="1" cellpadding="2" cellspacing="0">
    <th colspan="2">Beitrag zum Modulergebnis</th>
    <tr>
      <td>bPA</td>
      <td>Projektaufgabe im Team bearbeiten (z.B. im Praktikum)</td>
    </tr>
  </table>
</sticky>

---++++ Spezifische Lernziele 
---+++++ Kenntnisse
   * Embedded Plattform als typische Basis für Feldbus-Implementierungen (PFK.4)
   * Entwicklungsumgebung für embedded Systeme (PFK.4)
   * Programmierung in C für ein betriebssystemloses System (PFK.9)
   * Anbindung eines Kommunikationssystems an ein Programm (PFK.8,9)
   * Registerbeschreibung und Interaktion (PFK.4)
---+++++ Fertigkeiten
   * Die Studierenden können Programme für ein embedded System entwickeln (PFK.8,9)
   * Sie können die Enwicklungsumgebung zur Fehlersuche und zum Test einsetzen (PFK.10)
   * Sie können die Kommunikations-Schnittstellen verwenden um Informationen zu senden und zu empfangen (PFK.4,8,9,10)
   * Sie können die wesentlichen Kommunikations-Parameter ableiten und das System entsprechend konfigurieren (PFK.8,9)
---+++++ Handlungskompetenz demonstrieren
   * Die Studierenden können embedded Systeme für industrielle Kommunikation verwenden (PFK.7,8)
   * Sie können Systemprogramme entwerfen, die Informationen über einen Kommunikationskanal senden (PFK.8,9,10)
   * Sie können Systemprogramme entwerfen, die Informationen über einen Kommunikationskanal empfangen (PFK.8,9,10)
   * Sie können Funktionalitäten mit Hilfe von State Charts beschreiben und implementieren (PFK.7,8,9)

---++++ Exemplarische inhaltliche Operationalisierung 
Basis: gängiger Micro-Controller mit Entwicklungsumgebung<br>
Basis: Sensorik und Aktorik mit entsprechenden elektrischen Schnittstellen zum Micro-Controller<br>
Bsp.Aufgabe: Sensordaten erfassen und per Feldbus versenden<br>
Bsp.Aufgabe: per Feldbus empfangene Stellwerte an Aktor leiten<br>
Bsp.Aufgabe: Regelkreis implementieren mit per Feldbus empfangenen Parametern<br>


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Topic-Revision: r11 - 19 Jul 2018, GeneratedContent
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