Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage,

• moderne Mikroprozessoren und deren Architektur sowie die Stärken und Grenzen zu formulieren,
• einfache Hardwareschaltungen mittels einer Hardware-Beschreibungssprache zu modellieren und zu simulieren sowie
• Mikrocontroller und insbesondere deren Peripherieeinheiten in einer hardwarenahen Programmiersprache zu programmieren.

Grundlagen der modernen Mikroprozessortechnik zur Umgehung des von-Neumann-Flaschenhalses (RISC, Pipeline, Vektor- und Superskalararchitektur, Cache, virtueller Speicher, Performanceabschätzung).

Modellieren und Simulieren einfacher Hardwareschaltungen mit der Hardwarebeschreibungssprache VHDL.

Programmieren eines industriellen Mikrocomputersystems und seiner Peripheriebausteine zur Lösung verschiedener Steuerungsaufgaben. Arbeiten mit einem Mikrocomputerentwicklungssystem am Beispiel eines ARM-basierten Mikrocontrollers des Herstellers STMicroelectronics.

Es ist eine Sammelbestellung geplant, wodurch Sie das in der VU verwendete Evaluation Board günstiger (um EUR 10) erwerben können. Bei Interesse tragen Sie sich bitte innerhalb der Anmeldefrist in die entsprechende Gruppe "Sammelbestellung..." ein!

Vorlesungen sowie praktische Übungen zur Demonstration ausgwählter Kapitel. VHDL-Aufgaben, die in Fernlehre zu lösen sind.

Vorbesprechung (via Zoom): Donnerstag, 1.10., 10:15 Uhr.

Die VU wird grundsätzlich zu den jeweiligen LVA-Zeiten (Montag 9:15-11:00, Donnerstag 10:15-11:00) via Zoom abgehalten.

Zoom ID: 993 0138 6721

Zoom Passwort: MC-2020-TU

Zoom Direktlink: https://tuwien.zoom.us/j/99301386721?pwd=MDQ5ZU9jWDNlZEdCSThDSG9Ha0FQUT09

Es ist geplant, 2-3 Mal im Semester eine freiwillige Präsenz-Fragestunde im Hörsaal (!) abzuhalten. Die Termine dafür werden in Abstimmung mit den Studierenden festgelegt. Die Teilnahme bei den Fragestunden wird COVID-19-bedingt voraussichtlich nur nach Anmeldung möglich sein.

Die LVA Mikrocomputer VU (384.173) ist äquivalent zu den "alten" LVAs Mikrocomputer VO (384.104) und UE (384.995). Die "alten" LVAs Mikrocomputer VO (384.104) und UE (384.995) werden nicht mehr angeboten.

• Übergangsbestimmung - nur zutreffend, falls Sie für die "alte" VO (384.104) bereits ein positives Zeugnis haben:
  
  Sie müssen Teil 1 (VHDL-Aufgabe) und Teil 2 (E-KLAUSUR) absolvieren (siehe Punkt "Leistungsnachweis") und bekommen dann ein Zeugnis für die "alte" UE (384.995) ausgestellt. Bitte melden Sie sich sowohl für die LVA selbst, als auch für eine Gruppe für die E-KLAUSUR an! Um das UE Zeugnis ausgestellt zu bekommen, melden Sie sich bitte nach der erfolgreichen Absolvierung der Klausur bei Hr. Bauer oder Hr. Hauer.

Für die erfolgreiche Absolvierung der LVA sind drei Teilleistungen (VHDL-Aufgaben, E-KLAUSUR, PRÜFUNG) mit jeweils eigenen Anmeldungen zu erbringen:

• Teil 1 - VHDL-Aufgaben:
  
  Während des Semesters werden über unser E-Learning-System VELS insgesamt viermal je zwei Aufgaben gestellt. Sie müssen von den jeweils zwei Aufgaben mindestens eine erfolgreich lösen (somit sind insgesamt vier Aufgaben während des Semesters zu lösen und fristgerecht einzusenden). Die Benachrichtigung mit den jeweiligen Fristen erfolgt via TISS-News.
  
  Anmeldung für Teil 1: Um an diesem Teil teilnehmen zu können, müssen Sie die LVA-Anmeldung durchführen, da diese Daten an das E-Learning-System VELS übertragen werden. Bitte beachten Sie die Anmeldefrist!
  
  Die positive Absolvierung von Teil 1 ist Voraussetzung für Teil 2!

• Teil 2 - E-KLAUSUR (75 Minuten):
  
  Gegen Ende des Semesters findet eine E-Klausur in einem Rechnerraum unter Einhaltung der jeweils geltenden Hygienemaßnahmen statt. Diese gliedert sich in zwei Teile, die zeitgleich abgehalten werden:
  
  
  • Teil 2a - Test aus "VHDL-Modellierung": Hier bekommen Sie zwei Beispiele, die in VHDL modelliert werden müssen. Jedes Beispiel wird automatisch überprüft und entweder als "korrekt" oder als "nicht korrekt" gelöst gewertet. Für jedes gelöste Beispiel bekommen Sie 25 Punkte, somit insgesamt bei diesem Teil maximal 50 Punkte.
    
    
  • Teil 2b - Test aus "STM32 Mikrocontroller": Dieser besteht aus Multiple-Choice-Einzelfragen zum STM32. Insgesamt können bei diesem Teil 100 Punkte erreicht werden.

  Anmeldung für Teil 2: Zur Teilnahme suchen Sie sich einen der untenstehenden GRUPPENTermine aus und melden sich an (sofern Teil 1 positiv absolviert ist). Bitte beachten Sie die Anmeldefrist!
  
  Kommen Sie dann pünktlich zum gewählten Termin in den angegebenen Rechnerraum.
  
  Die positive Absolvierung von Teil 2 ist Voraussetzung für Teil 3!
  
  [UPDATE]: DIe E-Klausur wird aufgrund der Corona-Maßnahmen im Distance-Betrieb durchgeführt. Lehrinhalt (VHDL + STM32) sowie der Notenschlüssel (Klausur + schriftliche Prüfung) bleiben erhalten. Details zum Ablauf folgen via TISS-News sowie TUWEL.

• Teil 3 - Schriftliche Abschluss-PRÜFUNG (90 Minuten):
  
  Diese besteht aus etwa 20 Fragen, zu deren Beantwortung üblicherweise ein kurzer Satz oder Absatz, eine kurze Rechnung auszuführen, oder ein Bild/Diagramm zu zeichnen ist. Es gibt hier 100 Punkte zu erreichen.
  
  Anmeldung zu Teil 3: Es gibt mehrere Prüfungstermine pro Semester (siehe unten), zu denen Sie sich ganz normal via TISS anmelden können (sofern Teil 2 positiv absolviert ist).
  
  

Bewertung:

• Minimalanforderungen:

  Jede Teilleistung muss für sich positiv sein und ist Voraussetzung für die nächste.

  Teil 1 - VHDL-Aufgaben: Mindestens vier Beispiele müssen fristgerecht eingesendet werden. Das ist die Voraussetzung für die Teilnahme an Teil 2.

  Teil 2 - E-KLAUSUR: Mindestens 25 Punkte (von 50) bei Teil 2a sowie mindestens 50 Punkte (von 100) bei Teil 2b sind Voraussetzung für die Teilnahme an Teil 3.

  Teil 3 - PRÜFUNG: Hier müssen Sie mindestens 50 Punkte (von 100) erreichen.

• Notenschlüssel:
  
  Wenn die Minimalanforderungen erfüllt sind, werden die erreichten Punkte der Teile 2a, 2b und 3 summiert und die Zeugnisnote ermittelt:
  
  
  • G4 ... 125 Punkte oder mehr,
  • B3 ... 158 Punkte oder mehr,
  • U2 ... 190 Punkte oder mehr,
  • S1 ... 222 Punkte oder mehr.

• Wiederholungmöglichkeiten:
  
  Die E-KLAUSUR kann einige Wochen später wiederholt werden, falls Sie bei Teil 2a oder Teil 2b (oder beiden) zu wenige Punkte erreicht haben. Falls Sie auch bei diesem Termin nicht genügend Punkte erreichen, müssen Sie Teil 1 und Teil 2 im nächsten Studienjahr wiederholen.
  
  Für die PRÜFUNG gibt es über das ganze Jahr verteilt immer wieder Termine.
  
  Ein einmal bestandener Teil 2 verfällt - solange sich keine inhaltlichen oder strukturellen Änderungen an der VU ergeben - nicht.

 Die Folien der Vorlesung werden im Laufe des Semesters im TISS hochgeladen.

Grundlage der VU ist das Buch

Computer Organization and Embedded Systems von C. Hamacher, Z. Vranesic, S. Zaky und N. Manjikian, 6th edition, McGraw Hill 2012.

Es kann von der TU Bibliothek ausgeborgt werden, die bei Bedarf neue Exemplare kauft; d.h. bitte rechtzeitig ausleihen und sich vormerken lassen.

Für den VHDL Teil wird außerdem das Buch

Lehrbuch der Digitaltechnik von J. Reichhardt, 3. Auflage, Oldenbourg Verlag 2013.

empfohlen. Dies ist von der TU Bibliothek als E-Book verfügbar und kann aus dem TU Netz online gelesen werden.

Basiswissen über die Programmiersprache C (Programmieren 1 + 2) und über digitale Schaltungen (Digitale Systeme).