Anmeldung & Durchführung

Die Anmeldung zum Praktikum findet immer in der ersten Semesterwoche im Raum 1204 bei Holger Dinse statt. Dort bekommen Sie dann auch den Umdruck und den aktuellen Zeitplan.

Das Praktikum Datentechnik / Technische Informatik besteht aus Versuchen zu den Vorlesungen Informatik für Ingenieure, Digitale Schaltungen, Rechnerstrukturen I und Rechnerstrukturen II. Zum Erwerb des Scheins müssen 7 der 8 Versuche erfolgreich absolviert werden.

Kurzbeschreibungen der Versuche

• Digitales Speicher-Oszilloskop (DSO)

  Der Versuchsumdruck enthält die theoretischen Grundlagen, die am ersten Termin durchgesprochen werden. Dazu zählen das Prinzip des DSO's, Tastköpfe, Grundlagen der Abtastung, Übergang zu höheren Abtastraten, Realzeit- und Äquivalenzzeit-DSO, Signaldarstellung Trigger- und Aquisitionsmoden. Am zweiten Termin werden verschiedene Pulsformen mit einem DSO dargestellt und vermessen. Dabei sollen die in der Theorie behandelten Probleme erkannt und richtig behandelt werden werden.

• 8051-Mikrocontroller

  • Automatenimplementierung auf Mikrocontrollern

    Im Rahmen der zwei Versuchstermine werden zunächst die Automatentheorie zum Mealy- und zum Moore-Automaten sowie das Kreuzprodukt zur Kombination von Einzelautomaten besprochen. Die Automatengraphen zu einer Ampelsteuerung werden dann in 8051-Assembler implementiert und auf der Versuchsplattform ausgeführt.

  • Synchronisation und Kommunikation

    In den beiden Versuchsterminen wird auf die Synchronisation und Kommunikation verteilter Automatengraphen eingegangen. Die einzelnen Graphen aus dem Versuch Automatenimplementierung auf Mikrocontrollern werden zu Demonstrationszwecken einmal in einer unsynchronisierten und in einer synchronisierten Version auf verteilten Versuchsplattformen implementiert.

• Logikanalysator

  In diesem Versuch wird der Logikanalysator zur Messung digitaler Schaltungen behandelt. Im Script werden der prinzipielle Aufbau und die Grundlagen behandelt, welche zunächst durchgesprochen werden. Hierauf aufbauend werden Messungen an Testschaltungen durchgeführt, welche die verschiedenen Betriebsmodi eines Logikanalysators demonstrieren.

• Synthese von Automaten mit VHDL

  Dieser Versuch behandelt die Implementierung von Automaten mit Hilfe der Hardwarebeschreibungssprache VHDL. Ausgehend von einer vorgegebenen textuellen Beschreibung einer Ampelsteuerung wird der komplette Designpfad über die Eingabe und Simulation des Designs mit Hilfe des CAD-Werkzeugs Visual HDL, die Synthese (Synopsys) und das Place and Route für einen FPGA (Altera) innerhalb des Versuches durchlaufen.

• Leitungseffekte

Die heutigen Schaltungsentwürfe sind ohne Berücksichtigung der Leitungseffekte kaum noch funktionsfähig. Der vorliegende Versuch soll mit Hilfe einer vierlagigen Multilayer Leiterplatte vermitteln, welche Effekte auftreten und welche Punkte beim Entwurf zu beachten sind. Es werden gezielt Reflexionen, Übersprechen, Ground-Bounce, Leitungslaufzeiten, Abschlüsse und Leitungstypen untersucht. Da den wenigsten Studenten die Möglichkeit gegeben ist, im praktischen Entwurf Erfahrungen zu sammeln, soll mit diesem Versuch eine Brücke zwischen den theoretischen Abhandlungen und dem praktischen Erscheinungsbild geschaffen werden.

• PLD-Entwurf

In diesem Versuch soll die Steuerungseinheit zum Betrieb eines externen DRAM-Speichersystems an einer bidirektionalen PC-Parallelschnittstelle als synchrones Schaltwerk mit PALs entworfen, programmiert und in dem vorhandenen Versuchsaufbau auf einwandfreie Funktion geprrüft werden. Architektur und Zelltechnik der gängigen PLDs, Typen und Eigenschaften der verschiedenen synchronen Schaltwerke sowie Entwicklungswerkzeuge für PLD-Entwurf und -Programmierung werden prinzipiell dargestellt. Der verwendete PAL/GAL-Baustein 22V10 und der 4M4-DRAM-Bausteins werden anhand vollständiger Datenblätter erläutert.

• RISC-Assembler

In diesem Praktikum wird das Konzept von RISC-Prozessoren am Beispiel der DLX-Architektur vorgestellt. Das Skript behandelt die Grundschritte der Befehlsausführung, den Aufbau des Befehlssatzes und verschiedenen Techniken des Pipelinings. Im Rahmen des Versuchs sollen dann eigene Assemblerprogramme geschrieben und anschließend getestet werden. Hierzu steht ein Simulator namens WinDLX zur Verfügung.