BachelorstudiumHardware-Software-Design
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Hardware-Software-Design
Studienplan
Modul
Kompetenzerwerb
Ziel dieses Ausbildungsteils ist, die relevanten mathematischen Grundlagen aus Algebra und Analysis zu vermitteln. Die Mathematik legt insbesondere die Grundlagen für die technischen Fächer im Bereich der Elektrotechnik, Elektronik, Digitale Signalverarbeitung, System- und Nachrichtentechnik.
Lehrveranstaltungen
Algebra und Analysis 1
Semester:
1.Semester
Typ:
Vorlesung / Pflicht
ECTS-Punkte:
3
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung
Inhalte:
Elementare Funktionen, Folgen und Reihen, Grenzwerte von Funktionen, Differentialrechnung: Ableitung elementarer Funktionen, Differentiationsregeln Extremwerte, Newtonverfahren, Taylorpolynome, Taylorreihen, Regel de l`Hospital; Integralrechnung: Unbestimmtes und Bestimmtes Integral, Integrationsregeln; Lineare Algebra: Lineare Gleichungen.
Algebra und Analysis 1
Semester:
1.Semester
Typ:
Ãœbung / Pflicht
ECTS-Punkte:
3
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Inhalte:
Beispiele zur Vertiefung und praktischen Anwendung des Stoffes der Vorlesung.
Algebra und Analysis 2
Semester:
2.Semester
Typ:
Vorlesung / Pflicht
ECTS-Punkte:
3
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung
Inhalte:
Lineare Algebra: Vektoren, Matrizen, Gauß-Algorithmus; komplexe Zahlen; gewöhnliche Differentialgleichungen: DifferentialÂgleichungen erster Ordnung, Homogene Differentialgleichungen zweiter Ordnung, Inhomogene Differentialgleichungen zweiter Ordnung, Interferenz; Differentialrechnung in 2 Variablen: Geometrische analytische Eigenschaften, Kettenregel, Exemplarische Behandlung Partieller Differentialgleichungen.
Algebra und Analysis 2
Semester:
2.Semester
Typ:
Ãœbung / Pflicht
ECTS-Punkte:
3
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Inhalte:
Beispiele zur Vertiefung und praktischen Anwendung des Stoffes der Vorlesung.
Modul
Kompetenzerwerb
Der Erwerb fundierter Kenntnisse im Bereich der Algorithmen und Datenstrukturen sowie den darauf aufbauenden Konzepten und Techniken der strukturierten Programmierung ist Ziel des Moduls. Algorithmisches Denken, methodisches Vorgehen sowie gezieltes Auswählen und adäquates Anwenden von technischen Konzepten bilden hier einen Schwerpunkt.
Lehrveranstaltungen
Algorithmen und Datenstrukturen
Semester:
1.Semester
Typ:
Vorlesung / Pflicht
ECTS-Punkte:
2
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung
Inhalte:
Einführung in Algorithmen und Datenstrukturen, elementare Programmbausteine, Begriff des Datentyps, Anweisungen zur Ablaufsteuerung, Prozeduren und Funktionen, Ein-/Ausgabe, Darstellungsarten von Algorithmen, Methodik des Programmentwurfs, Spezifikation von Algorithmen, Abstraktionsschichten, Struktur und Entwurf von Algorithmen, Begriff der strukturierten Programmierung, Modulkonzept und Geheimnisprinzip, Datenkapselung, durch Tabellen spezifizierte Algorithmen, Besonderheit der Gleitkommazahlen, statische und dynamische Datenstrukturen, dynamische Speicherverwaltung, rekursive Algorithmen, Entrekursivieren.
Modul
Kompetenzerwerb
Beherrschung von elektrotechnischem Grundlagenwissen bis hin zu einem tiefgehenden Verständnis der elektrischen und elektronischen Prinzipien - als Basis für das Design effizienter hochintegrierter Schaltungen (Chips).
Lehrveranstaltungen
Circuits & Electronics 1
Semester:
1.Semester
Typ:
Vorlesung / Pflicht
ECTS-Punkte:
3
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung
Inhalte:
Einführung und Grundlagen zur Analyse und zum Entwurf elektronischer Schaltungen:
Elektrischen Grundgrößen, Analyse linearer Netzwerke, Überführung einer graphischen Schaltungsdarstellung in ein geeignetes mathematisches Modell und dessen Analyse, Modellierung elektronischer Bauelemente mit Hilfe idealisierter Grundelemente – das Konzept der Ersatzschaltung innerhalb eines Betriebsbereiches, Modellierung des in digitalen Schaltungen besonders wichtigen MOSFET, Anwendung der Groß- und Kleinsignalmodellierung.
Circuits & Electronics 1
Semester:
1.Semester
Typ:
Ãœbung / Pflicht
ECTS-Punkte:
4,5
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Inhalte:
Vertiefung des Stoffes der Vorlesung anhand von praktischen Ãœbungsbeispielen, Verwendung von Simulationswerkzeugen begleitend zur behandelten Theorie.
Circuits & Electronics 1
Semester:
1.Semester
Typ:
Laborübung / Pflicht
ECTS-Punkte:
1,5
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Circuits & Electronics 2
Semester:
2.Semester
Typ:
Vorlesung / Pflicht
ECTS-Punkte:
3
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung
Inhalte:
Operationsverstärker (idealisierte wie in der an die Realität angenäherten Form) als Grundbaustein der analogen Schaltungstechnik, Analyse und des Entwurfs von Netzwerken unter Beteiligung von Energiespeichern, Zeitabhängigkeit der elektrischen Größen im Sinne von Ausgleichsvorgängen, Schaltungen erster und zweiter Ordnung, Modellierung des MOSFET unter Beteiligung parasitärer Effekte der Gate-Kapazität zur analogen Realisierung einer digitalen Schaltfunktion.
Circuits & Electronics 2
Semester:
2.Semester
Typ:
Ãœbung / Pflicht
ECTS-Punkte:
3
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Inhalte:
Vertiefung des Stoffes der Vorlesung anhand von praktischen Ãœbungsbeispielen, Verwendung von Simulationswerkzeugen begleitend zur behandelten Theorie.
Circuits & Electronics 2
Semester:
2.Semester
Typ:
Laborübung / Pflicht
ECTS-Punkte:
1
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Inhalte:
Vertiefung der Erkenntnisse aus Vorlesung und Ãœbung durch die Umsetzung in praktischen Labor-Versuchen und -Messungen.
Circuits & Electronics 3
Semester:
3.Semester
Typ:
Vorlesung / Pflicht
ECTS-Punkte:
2
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung
Inhalte:
Quasistationäre elektromagnetische Vorgänge und Erscheinungen in Hinsicht auf deren technische Anwendungen, Methoden zur Lösung physikalischer und technischer Aufgabenstellungen auf dem Feld des Elektromagnetismus, dynamischer elektromagnetischer Vorgänge und elektromagnetischer Wellen, elektromagnetische Welle in der 1-dimensionalen Form (Ausbreitung über eine homogene Leitung), Kettenschaltungen linearer ausdehnungsfreier Bauelemente, Analyse von Netzwerken bei nicht-sinusförmiger zeitlich veränderlicher Anregung, Analyse und Synthese von Netzwerken mit Hilfe von Zweitoren (Vierpole).
Circuits & Electronics 3
Semester:
3.Semester
Typ:
Ãœbung / Pflicht
ECTS-Punkte:
3
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Inhalte:
Vertiefung des Stoffes der Vorlesung anhand von praktischen Ãœbungsbeispielen, Verwendung von Simulationswerkzeugen begleitend zur behandelten Theorie.
Modul
Kompetenzerwerb
Verfahren und Prinzipien, die in modernen Nachrichtenübertragungssystemen zum Einsatz kommen stehen im Mittelpunkt des Moduls. Fundierte Kenntnisse der Verfahren der Signal- und Systemtheorie sowie der Laplace-, Fourier- und z-Transformation und der diskrete Fouriertransformation werden erworben. Weitere Schwerpunkte sind Verfahren und Algorithmen der digitalen Signalverarbeitung (unter Verwendung geeigneter Simulationstools wie beispielsweise MATLAB).
Lehrveranstaltungen
Signale und Systeme
Semester:
3.Semester
Typ:
Vorlesung / Pflicht
ECTS-Punkte:
2
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung
Inhalte:
Charakterisierung von Signalen, Charakterisierung von Systemen, Laplace Transformation (Einführung, Anwendung der Laplace Transformation auf Signale und lineare zeitinvariante Systeme, Lösung von linearen Differentialgleichungen mit der Laplace Transformation, Übertragungsfunktionen, Frequenzgang, Impulsantwort, Sprungantwort, Stabilität, Anwendungen), Beschreibung analoger Signale und Systeme im Frequenzbereich (Fourierreihen, Fourier Transformation), Faltung, Auto- und Kreuzkorrelationen von determinierten Signalen, Einführung in die stochastische Signaltheorie.
Signale und Systeme
Semester:
3.Semester
Typ:
Ãœbung / Pflicht
ECTS-Punkte:
1,5
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Inhalte:
Einführung in MATLAB und Anwendung des Simulationstools auf die in der Vorlesung behandelten Konzepte.
Digitale Signalverarbeitung
Semester:
4.Semester
Typ:
Vorlesung / Pflicht
ECTS-Punkte:
2
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung
Inhalte:
Abtasttheorem (Abtastung analoger Signale, Anti-Aliasing Filter, Rekonstruktion), z-Transformation, Beschreibung zeitdiskreter Signale im Frequenzbereich (zeitdiskrete Fouriertransformation, DFT, FFT, Fensterung und Spektralanalyse), Zeitdiskrete LTI-Systeme (Impulsantwort, Beschreibung mit Differenzen-gleichungen, Ãœbertragungsfunktion, Frequenzgang, Pol- und Nullstellen), Digitale Filter (FIR- und IIR-Filter, Analyse und Entwurf), Spektralanalyse, Korrelation.
Digitale Signalverarbeitung
Semester:
4.Semester
Typ:
Ãœbung / Pflicht
ECTS-Punkte:
1,5
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Inhalte:
Experimentelles Anwenden der Verfahren der Digitalen Signalverarbeitung mithilfe von Simulations-Werkzeugen.
Modul
Kompetenzerwerb
Vorbereitung auf das Arbeiten im Team und Erlernen effizienter Präsentations-, Kommunikations- und Kreativitätstechniken.
Lehrveranstaltungen
Präsentationstechnik
Semester:
1.Semester
Typ:
Integrierte Lehrveranstaltung / Pflicht
ECTS-Punkte:
1
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Inhalte:
Planung und Strukturierung von Präsentationen, PräsenÂtationstypen, Visualisierungsregeln, Erstellung von HandÂouts, Stellenwert der Umgebung, Vor- und Nachteile unterÂschiedÂlicher Präsentationsmedien, Stellenwert des richtigen Medienmix, Ãœbung von Präsentationen mit Videoanalyse, Umgang mit Nervosität.
Kreativitäts- und Kommunikationstechnik
Semester:
2.Semester
Typ:
Integrierte Lehrveranstaltung / Pflicht
ECTS-Punkte:
1
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Inhalte:
Kennenlernen und Üben von Methoden zur Ideenfindung (Brainstorming, Reizworttechnik, Brainwriting, Mindmapping, etc.), Einführung in die Moderationstechnik, Grundlagen der Teamarbeit (Gruppennormen, Rollen, Leistungsverhalten, Risikobereitschaft etc.), Kommunikationsmodelle, Üben der freien Rede, Stellenwert verbaler und non-verbaler Kommunikation, Argumentationsmuster, effektive Zuhören als Mittel der Konfliktprophylaxe, aktives Zuhören.
Projekt- und Team-Arbeit
Semester:
3.Semester
Typ:
Integrierte Lehrveranstaltung / Pflicht
ECTS-Punkte:
1
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Inhalte:
Rollen innerhalb des Projektteams, Struktur von Entscheidungsprozessen, Informationsfluss, Grundlage für effektive Kommunikation in Gruppen, kommunikative Prozesse in Gruppen, Grundlage der Gesprächsführung, Schwierigkeiten und Konflikte, Konfliktmanagement.
Konfliktlösung in Teams
Semester:
4.Semester
Typ:
Integrierte Lehrveranstaltung / Pflicht
ECTS-Punkte:
0,5
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Inhalte:
Supervision zur Projektarbeit.
Modul
Kompetenzerwerb
Ziel dieses Ausbildungsteils ist es, den systematischen Entwurf digitaler Schaltungen in seinen Grundlagen zu beherrschen. In diesem Modul wird die Simulationssematik und die Synthesesemantik von VHDL vermittelt. Begleitend zur Vorlesung werden in der Ãœbung bereits erste FPGA-Designs erstellt und auf einem Rapid-Prototyping-Board getestet.
Auch der systematische Entwurf digitaler Schaltungen wird nach der Abslovierung des Moduls beherrscht. Es werden effiziente Methoden für den Entwurf komplexer digitaler Systeme vermittelt. Da die Implementationstechnologie (FPGA, ASIC) hierbei eine große Rolle spielt, wird auch deren Einfluss behandelt.
Lehrveranstaltungen
Chip-Design: Simulation
Semester:
2.Semester
Typ:
Vorlesung / Pflicht
ECTS-Punkte:
1
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung
Inhalte:
Motivation des Hardwareentwurfs mit Hardwarebeschreibungssprachen, sequentielle Sprachelemente von VHDL;
Variable, Signals und Prozesse im Simulationszyklus; Attributes, Verzögerung, Trägheit, Transport und Inertial Delay; Idealisierung: Delta-Delay; Strukturbeschreibung: entity, architecture, instantiation; Spracherweiterungen: package, Standarderweiterungen nach IEEE: 9-wertige Logik, concurrent Statements, Busse: resolution.
Chip-Design: Simulation
Semester:
2.Semester
Typ:
Ãœbung / Pflicht
ECTS-Punkte:
3
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Inhalte:
Begleitende praktische Ãœbungen mit modernster, industriell eingesetzter Simulations-Software.
Chip-Design: Synthese
Semester:
3.Semester
Typ:
Vorlesung / Pflicht
ECTS-Punkte:
1
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung
Inhalte:
Synthese digitaler Schaltungen mittels einer Hardwarebeschreibungssprache: Realisierungsmöglichkeiten: TTL, FPGA, Standardzellen und structured ASIC; Überlick über den Entwurfsablauf; Synthesesemantik: Typen, Operatoren, statements; Gefahren asynchroner Schaltungen, vollsynchroner Entwurf, Register und komplexere speichernde Strukturen (Zähler,...); Zustandsautomaten (FSM); IEEE-Standarderweiterungen: package ieee.numeric_std.
Chip-Design: Synthese
Semester:
3.Semester
Typ:
Ãœbung / Pflicht
ECTS-Punkte:
3
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Inhalte:
Begleitende praktische Umsetzung der Hardware-Synthese auf einem FPGA-basierten Rapid-Prototyping-System (SandboxX).
Chip-Design: Entwurfsmethodik
Semester:
4.Semester
Typ:
Vorlesung / Pflicht
ECTS-Punkte:
1
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung
Inhalte:
Interner Aufbau eines FPGA-Bausteines am Beispiel des eingesetzten Prototyping-Systems; Einsatz von technologiespezifischen Zellen (RAM, ROM, ...); Entwurfsmethode: FSMD mit implizitem Datenpfad; Entwurfmethode: Trennung von Datenpfad und Steuerwerk; Entwurfsbeispiel: Realisierung eines Schnittstellenprotokolls; Kommunikation über ein Memory-Mapped-Protokoll: Entwurf eines Peripheriegerätes für eine CPU; Technologiesimulation: Post-Layout-Simulation;
Umgang mit asynchronen Signalen und Clock-Domain-Crossing.
Chip-Design: Entwurfsmethodik
Semester:
4.Semester
Typ:
Ãœbung / Pflicht
ECTS-Punkte:
3
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Inhalte:
Begleitende praktische Umsetzung auf einem FPGA-basierten Rapid-Prototyping-System.
Modul
Kompetenzerwerb
Grundlegende Kenntnisse über Aufbau und die prinzipielle Funktionsweise einer einfacher CPU sowie die Zusammenhänge zwischen Struktur, zeitlichen Abläufen und der Programmierbarkeit in Maschinensprache werden erworben.
Lehrveranstaltungen
Computer Organisation & Design
Semester:
2.Semester
Typ:
Vorlesung / Pflicht
ECTS-Punkte:
2
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung
Inhalte:
Einführung in die Rechnerarchitektur: Aufbau eines Computers, Zusammenwirken und Funktionsweise der einzelnen Systemkomponenten (Prozessor, Speicher, I/O-System), Performance-Kennzahlen, Befehlsarchitektur, Einführung in Assembler: Adressierungsarten, Befehlsklassen; Datenpfad, Steuerwerk (FSM, Mikroprogrammiert), RISC/CISC, Single-Cycle-CPU, Multi-Cycle-CPU, Parallele Architekturen, Parallel-Rechner, Superskalar-Rechner, Pipelining.
Computer Organisation & Design
Semester:
2.Semester
Typ:
Ãœbung / Pflicht
ECTS-Punkte:
1
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Inhalte:
Praktische Ãœbungen am Computer zu den Inhalten der Vorlesung.
Modul
Kompetenzerwerb
Grundlagen der technischen Informatik sowie die Grundlagen zum prinzipiellen Verständnis der Funktionsweisen von ALU und CPU.
Lehrveranstaltungen
Grundlagen der Digitaltechnik
Semester:
1.Semester
Typ:
Vorlesung / Pflicht
ECTS-Punkte:
2
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung
Inhalte:
Zahlensysteme, Zahlen- und Zeichencodes, Fixkomma- und Gleitkommazahlen, Schaltalgebra, Kombinatorische Schaltungen, Minimierung von Schaltfunktionen, Multiplexer, Encoder, Addierer, Aufbau einer exemplarischen ALU, Sequentielle Schaltungen, Endliche Automaten, Flipflops, Schaltwerkentwurf, Zähler, Schieberegister, synchrone und asynchrone sequentielle Schaltungen, Register, Speicher, Aufbau einer mikroprogrammierten CPU.
Grundlagen der Digitaltechnik
Semester:
1.Semester
Typ:
Ãœbung / Pflicht
ECTS-Punkte:
2
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Inhalte:
Praktische Beispiele zur den Themen der Vorlesung - begleitet durch den Einsatz computerunterstützter Werkzeuge.
Modul
Kompetenzerwerb
Das Modul vermittelt Expertenwissen über Architekturen und Programmierung von 8-, 16- und 32 bit Mikroprozessorsystemen.
Lehrveranstaltungen
Mikroprozessortechnik
Semester:
3.Semester
Typ:
Vorlesung / Pflicht
ECTS-Punkte:
2
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung
Inhalte:
Mikroprozessor: Timer, Uart, parallele Ports, Speicherzugriffe, Waitstates, Output und Input, Adress-Datenbus.
Systemstrukuten und Busse: synchroner und asynchroner Bus, dezentrale/zentrale Bus Arbitration, Daisy-Chain, I/O-Mapped, memory-mapped, Bus-Signale, Handshaking.
Interruptstrukturen: Priorisierung von Interrupts - zentral und dezentral, Pending Interrupt, Nested Interrupt, Autovektoren, Traps, Exeptions.
Cache: Typen von Cache (vollassoziativ, direct mapped, teilassoziaitv), Cache-Kohärenz (MESI-Kohärenzprotokoll), L1, L2 Cache, Cache Clear/ Flush, Write Through, Copy-Back, Bus Snooping.
Speicher: virtueller, realer Speicher, Segmentierung, Seitenverwaltung, Zugriffsschutz, Segment- und Seitendeskriptoren, TLB, MMU.
Mikroprozessortechnik
Semester:
3.Semester
Typ:
Ãœbung / Pflicht
ECTS-Punkte:
3
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Inhalte:
Praxisrelevante Ãœbungen mit industriell eingesetzten Mikroprozessoren.
Modul
Kompetenzerwerb
Fortgeschrittene Kenntnisse von standardisierten Kommunikationsprotokollen und die Fähigkeit, eigene Kommunikationsschnittstellen zu definieren und zu realisieren, sind die Schwerpunkt-Themen dieses Moduls.
Lehrveranstaltungen
Schnittstellen und Bus-Systeme
Semester:
4.Semester
Typ:
Vorlesung / Pflicht
ECTS-Punkte:
2
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung
Inhalte:
Kommunikationssysteme und Übertragungsverfahren: Grundlagen für Kommunikationsprotokolle, ISO/OSI Schichtenmodell, Strukturen von Kommunikationsnetzen;
Serielle Schnittstellen: RS485, RS422, RS232, Handshaking (Hardware, Software);
CRC: Codierungsgrundlagen, algebraische Grundlagen, Polynomdivisionen, Generatorpolynom, Anwendungen in der Praxis;
I²C: Busarbitration, Multimastermode, High Speed I²C, 7- und10-bit Adressierung;
Feldbus-Systeme: Aufgaben von Feldbussysteme, Anwendungen in der Praxis, Layer2 und Layer1 von verschiedenen Feldbussystemen, Arbitrationsverfahren bei Feldbussen, CAN-Bus;
TCP/IP: Protokollbeschreibung, Anwendungen und Adaptierungen für Embedded Systems.
USB: Hardwarearchitektur, USB1.0, USB1.1, USB2.0, Layer1 und 2, USB-Deskriptoren, Enumeration, Firmwaretreiber.
Firewire: Hardwarearchitektur, Layer 1 und 2, Arbitration, asynchron, isochron, Tree identification.
Schnittstellen und Bus-Systeme
Semester:
4.Semester
Typ:
Ãœbung / Pflicht
ECTS-Punkte:
3
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Inhalte:
Ausgewählte Themen der Vorlesung werden computer-unterstüztzt durch Implementierung en geübt.
Modul
Kompetenzerwerb
Grundlegende und weiterführende Kenntnisse in der Umsetzung von Algorithmen und Datenstrukturen in der Programmiersprache C bzw. C++ werden erworben. Dabei werden die Analyse, der Entwurf und die Implementierung von Programmen genauso betrachtet wie der Software-Test und die fortlaufende Dokumentation der Software.
In weiterer Folge werden tiefergehende Konzepte aus dem Bereich der Algorithmen und Datenstrukturen vorgestellt. Die Beurteilung der Laufzeitkomplexitäten von Algorithmen, der Entwurf von Schnittstellen sowie die technische Umsetzung von Abstraktion und Kapselung sind weitere Schwerpunkte des Moduls.
Das Modul vermittelt umfassende Kompetenzen im versierten Umgang mit Bibliotheken wie der C++ Standard Library und der C++ Standard-Template-Library und Know-How zur Entwicklung typunabhängiger, generischer Algorithmen.
Lehrveranstaltungen
Software-Entwicklung 1
Semester:
1.Semester
Typ:
Vorlesung / Pflicht
ECTS-Punkte:
1
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung
Inhalte:
Programmiersprache C bzw. C++, praktische Umsetzung von Algorithmen in der Programmiersprache, gezielter Einsatz der Software-Entwicklungsumgebung zur Ablaufanalyse und Fehlersuche, Compilier-/Link-/Ladevorgang, Präprozessor, Gültigkeitsbereich und Lebensdauer, Felder und Strukturen, Listen und Bäume, Rekursionen, Speicherabbildung, Bitoperationen, Inline-Assembler, grundlegende Software-Testmethoden.
Software-Entwicklung 1
Semester:
1.Semester
Typ:
Ãœbung / Pflicht
ECTS-Punkte:
5
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung
Inhalte:
Begleitende, praktische Übungen im Einsatz von modernen Software-Entwicklungsumgebungen, standardisierten Programmiersprachen und Bibliotheken, Grundzüge der methodischen Software Entwicklung.
Software-Entwicklung 2
Semester:
2.Semester
Typ:
Vorlesung / Pflicht
ECTS-Punkte:
2
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung
Inhalte:
Suchen, Sortieren, Zufallszahlen, Hashing, Exhaustionsalgorithmen, Topologisches Sortieren, Nichtdeterministische Algorithmen, Komplexitätsanalyse und O-Notation, Grammatik und EBNF, Exceptions; C++ Standard Library, Streams, Manipulatoren, Dateioperationen; Schnittstellen-Entwurf, Abstrakter Datentyp, Klasse und Objekt, Funktions-Templates, Klassen-Templates, Operator Overloading, Standard Template Library (STL) mit Iteratoren, Algorithmen, Sequence-Containern und assoziativen Containern, Funktoren, Negator, Binder; Entwurf generischer Algorithmen. Praktische Umsetzung mit C++.
Software-Entwicklung 2
Semester:
2.Semester
Typ:
Ãœbung / Pflicht
ECTS-Punkte:
5
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung
Inhalte:
Praktische, computerunterstützte Anwendung derThemen der Vorlesung.
Modul
Kompetenzerwerb
Dieses Modul vermittelt technische Grundlagen über den Aufbau und die Funktionsweise von Betriebssystemen. Neben den klassischen Themen werden fundierte Kenntnisse in den modernen Konzepten wie etwa der Virtualisierung erworben. Eine weiterführende Vertiefung der Kenntnisse über Betriebssysteme in professionellen Anwendungsfällen erfolgt im begleitenden Übungsbetrieb.
Die AbsolventInnen des Moduls verfügen weiters über fortgeschrittenes Wissen in der Konzeption von Echtzeitsystemen, die auf Echtzeitbetriebssystemen basieren,
Lehrveranstaltungen
Grundlagen der Betriebssysteme
Semester:
3.Semester
Typ:
Vorlesung / Pflicht
ECTS-Punkte:
1,5
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung
Grundlagen der Betriebssysteme
Semester:
3.Semester
Typ:
Ãœbung / Pflicht
ECTS-Punkte:
2
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Realtime Operating Systems
Semester:
4.Semester
Typ:
Vorlesung / Pflicht
ECTS-Punkte:
1
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung
Inhalte:
Einführung in Echtzeit: Definition von Echtzeit, Rechtzeitigkeit, Gleichzeitigkeit, Determiniertheit, Harte und weiche Echtzeit, Echtzeitprogrammierung (Asynchron, Synchron), Tasks Scheduling, Prioritätsvererbung, Merkmale von Echtzeitbetriebssystemen; Interprozesskommunikation, Race Conditions: Shared Memory, Queues, Events, Mailboxes, Semaphore, Leser-Schreiber, Begrenzte Buffer, Stack, Interrupts, Deadlocks: HW-Stack, SW-Stack, Interrupts vs. Tasks vs. DMA, Nested Interrupts, Deadlockerkennung und –vermeidung.
Realtime Operating Systems
Semester:
4.Semester
Typ:
Ãœbung / Pflicht
ECTS-Punkte:
1,5
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Inhalte:
Praktisches Ãœben und Vertiefen der Konzepte der Vorlesung unter Verwendung von Echtzeit-Betriebssystemen.
Modul
Kompetenzerwerb
Expertenwissen im Umgang mit aktuellen Mikro-Controller-Plattformen wird erworben.
Lehrveranstaltungen
Hardwarenahe Programmierung
Semester:
3.Semester
Typ:
Integrierte Lehrveranstaltung / Pflicht
ECTS-Punkte:
2
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Inhalte:
Programmierung von Mikrocontrollern in C und Assembler, Makroprogrammierung, Inline-Assembler, Einsatz von Bibliotheken, Compilerdirektiven, Besonderheiten der Erstellung von Firmware.
Modul
Kompetenzerwerb
Eingehende Fähigkeiten in der Systemprogrammierung und hier insbesondere im Umgang mit paralleler Software für Chip-Multiprozessor-Systeme werden erworben. Der versierte Umgang mit Prozessen und Threads sowie der Verriegelung und Synchronisation und die Entwicklung von Software-Applikationen für moderne Multicore-Prozessoren mithilfe von Multithreaded Design Pattern sind weitere Kernkompetenzen, die vermittelt werden. Schwerpunkte sind auch Interprozess-Kommunikationstechniken sowie die Netzwerk-Programmierung.
Lehrveranstaltungen
Parallele SW/Systemprogrammierung
Semester:
4.Semester
Typ:
Vorlesung / Pflicht
ECTS-Punkte:
2
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung
Inhalte:
Systemnahmes Programmieren, Multiprocessing, Multithreading, funktionale Parallelität und Datenparallelität, Parallelisierungstechniken für Multicore-Systeme und Message Passing-Systeme, Surface-Volume-Effekt, OpenMP, Speedup, Scheduling, Deadlock, Race Condition, Starvation, Synchronisationstechniken, Reentrancy, Thread-Safety, Client-Server-Prinzip, Interprozesskommunikation (lokal und rechnerübergreifend); Behandlung der Konzepte und Techniken in den Betriebssystemen Unix und Windows.
Parallele SW/Systemprogrammierung
Semester:
4.Semester
Typ:
Ãœbung / Pflicht
ECTS-Punkte:
3
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Inhalte:
Praktische Umsetzung der Konzepte der Vorlesung mit C und C++.
Modul
Kompetenzerwerb
Fortgeschrittene Kenntnisse in den Software-Entwurfsmethodiken vor dem Hintergrund des gesamten Software-Lifecycles werden erworben. Das Modul schärft das Bewusstsein für die Notwendigkeit eines adäquaten Software-Designs, besonders für umfangreiche Software-Applikationen.
Mittels anerkannter Prinzipien, Richtlinen und Empfehlungen sowie Best-Practices wird die methodische Vorgehensweise in der modernen Software Entwicklung erlernt. Damit kann die zunehmende Komplexität beherrscht werden - die Voraussetzung für Qualität, Stabilität, Wartbarkeit, Erweiterbarkeit und (selektiver) Wiederverwendbarkeit von Software-Applikationen.
Lehrveranstaltungen
SW-Architektur und Design-Pattern
Semester:
3.Semester
Typ:
Vorlesung / Pflicht
ECTS-Punkte:
1,5
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung
Inhalte:
Software-Entwurfsmethodiken, Objekt-orientierte Analyse (OOA), Objekt-orientiere Modellierung und Design (OOD), grundlegende Architektur-Pattern (Grobdesign), klassische Design Pattern, Design Prinzipien wie Design by Contract, Open-Closed Prinzip und Liskov Substitution Principle; Objekt-orienterte Programmierung (OOP), begleitendes Dokumentationswesen, Erstellung von Systemdokumentationen.
SW-Architektur und Design-Pattern
Semester:
3.Semester
Typ:
Ãœbung / Pflicht
ECTS-Punkte:
3,5
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Inhalte:
Praktische Umsetzung der Konzepte aus der Vorlesung mit Objekt-orienterter Programmierung in C++.
Modul
Kompetenzerwerb
Die Bachelorarbeit geht inhaltlich aus anderen Lehrveranstaltungen hervor. Schwerpunkte sind die präzise Beschreibung von Aufgaben- oder Fragestellungen sowie die umfassende Darstellung des relevanten thematischen Umfelds sowie des „Stands der Technik“ - begleitet durch systematische Literaturrecherchen und den sicherer Umgang mit professioneller Fachliteratur.
Lehrveranstaltungen
Bachelorarbeit I
Semester:
5.Semester
Typ:
Sonstige / Pflicht
ECTS-Punkte:
1
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Inhalte:
Einführung in das wissenschaftliche Arbeiten begleitend zur Bachelorarbeit, strukturiertesund problembezogenes Arbeiten, Publikation und Präsentation von eigenen Arbeiten und Projektergebnissen.
Bachelorarbeit I
Semester:
6.Semester
Typ:
Sonstige / Pflicht
ECTS-Punkte:
7
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Inhalte:
Verfassen einer Bachelorarbeit zu einem Kernthema aus dem Studium auf wissenschaftlicher Grundlage.
Seminar Bachelorarbeit I
Semester:
6.Semester
Typ:
Seminar / Pflicht
ECTS-Punkte:
2
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Modul
Kompetenzerwerb
Das Studium an einer Fachhochschule ist durch einen starken Praxisbezug gekennzeichnet.
Praxisbezug bedeutet dabei neben der Vermittlung von Wissen und Erfahrungen der fachlichen Praxis auch die Darstellung und das Erleben des wirtschaftlichen, rechtlichen und sozialen Betriebsgeschehens sowie der gegenseitigen Wechselwirkungen.
Das Berufspraktikum wird gemeinsam durch einen Mitarbeiter des Partner-Unternehmens und durch den FH-Studiengang betreut. Das Praktikum kann im Inland wie auch im Ausland absolviert werden. Mindestens 60-tägiges Praktikum zu Vollbeschäftigungsbedingungen mit begleitendem Seminar zum Berufspraktikum.
Lehrveranstaltungen
Berufspraktikum/Bachelorarbeit II
Semester:
6.Semester
Typ:
Berufsorientierungspraktikum / Pflicht
ECTS-Punkte:
19
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Inhalte:
Im Rahmen des Berufspraktikums arbeiten die Studierenden in einem Unternehmen, das im Berufsfeld des Studiengangs angesiedelt ist, an konkreten Aufgabenstellungen und Projekten mit, um so Erfahrungen im professionellen Umfeld zu sammeln und die während des Studiums erworbenen Kenntnisse praktisch zu vertiefen. Die Integration in das Unternehmens und die Arbeit des Projektteams sowie die dabei gewonnenen persönlichen Erfahrungen sind wichtige Elemente des Praktikums. Zusätzlich werden persönliche Interessen, Neigungen und eine profunde Einschätzung des Berufsfelds in realsozialer Umgebung weiterentwickelt. Kurz gesagt: Arbeiten an einem konkreten Thema in der industriellen Praxis.
Seminar Berufspraktikum/Bachelorarbeit II
Semester:
6.Semester
Typ:
Seminar / Pflicht
ECTS-Punkte:
2
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Modul
Kompetenzerwerb
Die/Der AbsolventIn zeichnet sich durch folgende Fähigkeiten in englischer Sprache aus: Teamarbeit, Umgang mit Fachliteratur; mündliche und schriftliche Arbeit von fachbezogenen Inhalten; überzeugtes, selbstsicheres Auftreten in alltäglichen Situationen wie z.B. Vorstellungen von sich und Anderen, Small-Talk, Vertreten der eigenen Meinung, Streitgespräche, Einbringen und Bearbeitung von Beschwerden; sowie Beherrschung von Vorstellungsgesprächen. Weitere Kompetenzen sind mündliche und schriftliche Präsentation von Arbeitsergebnissen und fachbezogenen Inhalten sowie überzeugtes, selbstsicheres Auftreten in den unterschiedlichsten Situationen.
Lehrveranstaltungen
Fachsprache Englisch 1
Semester:
1.Semester
Typ:
Integrierte Lehrveranstaltung / Pflicht
ECTS-Punkte:
2
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Inhalte:
Es werden grammatikalische Schwerpunkte aufgefrischt und vertieft, der fachspezifische bzw. alltägliche Wortschatz erweitert und wichtige Redewendungen vermittelt, um eine Verbesserung des schriftlichen und mündlichen Ausdrucks zu erreichen. Themenbereiche sind, unter anderem, Bewerbungsunterlagen, Einstellungsgespräche, sowie aktuelle fachspezifische und allgemeine Themen.
Fachsprache Englisch 2
Semester:
2.Semester
Typ:
Integrierte Lehrveranstaltung / Pflicht
ECTS-Punkte:
2
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Inhalte:
Erweiterung des fachspezifischen bzw. alltäglichen Wortschatzes; wichtige Redewendungen, um eine Verbesserung des schriftlichen und mündlichen Ausdrucks zu erreichen. Themenbereiche sind, unter anderem, Ursache und Wirkung, Voraussagen, Einblicke (historisch, gegenwärtig und zukünftig) in Computer Firmen wie HP, IBM, Google, Microsoft sowie andere IT Hot-Spots.
Fachsprache Englisch 3
Semester:
3.Semester
Typ:
Integrierte Lehrveranstaltung / Pflicht
ECTS-Punkte:
1
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Inhalte:
Schärfung des fachspezifischen bzw. alltäglichen Wortschatzes; wichtige Redewendungen, um eine Verbesserung des schriftlichen und mündlichen Ausdrucks zu erreichen.
Modul
Kompetenzerwerb
Die/Der Studierende lernt Voraussetzungen, Abläufe, Chancen und Risken im Zusammenhang mit einer Unternehmungsgründung kennen.
Lehrveranstaltungen
Grundlagen der Betriebswirtschaftslehre
Semester:
4.Semester
Typ:
Integrierte Lehrveranstaltung / Pflicht
ECTS-Punkte:
1,5
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung
Inhalte:
Marktorientierte Unternehmungsführung, Unternehmenskonzept, Erstellung eines Businessplans, Rechtsformen; Instrumente: Buchhaltung, Jahresabschluss, Unternehmensanalyse, Kostenrechnung; Investitionen, Grundbegriffe zu Steuern, Personal, Marketing, Insolvenz.
Modul
Kompetenzerwerb
Die Studierenden erlangen Kenntnisse im technischen ProjektÂmanageÂment, welches Themengebiete wie AnforderungsÂdokumente, Review-Techniken, Risikomanagement, Zeitschätzung, Kostenschätzung, MileÂstones, Projektplanung mittels Projektstrukturplan und ProjektÂablaufÂplan, Release-Planung und dergleichen umfasst.
Darüber hinaus beherrschen die Studierenden die Methodik des Entwurfs von Software-Systemen mit modernen Modellierungssprachen zusammen mit iterativen und agilen Prozessmodellen wie XP, Scrum und TDD. Sie sind in der Lage, die Realisierung der Software-Projekt-Phasen begleitend mit unterstützenden Werkzeugen systematisch durchzuführen.
Lehrveranstaltungen
Projektmanagement und System-Modellierung
Semester:
4.Semester
Typ:
Vorlesung / Pflicht
ECTS-Punkte:
2
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung
Inhalte:
Technisches Projektmanagement: Erstellung von Anforderungsdokumenten wie Lasten- und Pflichtenhefte, Review-Techniken, Risikomanagement, Ressource-Management, Zeit- und Kostenschätzung, Milestones, Projektplanung mittels Projektstrukturplan und Projektablaufplan, Release-Planung, Rollenverteilung, Kompetenz und Verantwortung.
Einführung in die Modellierung mit UML, Anwendung der UML für die Analyse und den Entwurf von Software-Systemen, Behandlung von klassischen und agilen Software-Prozessmodellen, agile und iterative Software Entwicklung, Softwaretest-Methodik, Komponententest, Methodik der Fehler- und Performanceanalyse von Software, Software-Metriken, Techniken zur Verbesserung von existierenden Programmcode (Refactoring).
Projektmanagement und System-Modellierung
Semester:
4.Semester
Typ:
Ãœbung / Pflicht
ECTS-Punkte:
3
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Inhalte:
Vertiefen der Konzepte der Vorlesung durch den praktischen Einsatz moderner Software-Werkzeuge begleitend zu den jeweiligen Software-Projekt-Phasen.
Modul
Kompetenzerwerb
Lehrveranstaltungen
Projektarbeit
Semester:
4.Semester
Typ:
Projektstudium / Pflicht
ECTS-Punkte:
3
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Projektarbeit
Semester:
5.Semester
Typ:
Projektstudium / Pflicht
ECTS-Punkte:
4
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Modul
Kompetenzerwerb
Durch die Absolvierung dieses Moduls lernen die Studierenden die Spezifika des ASIC-Entwurfs kennen: ASIC-Libraries, Clock Tree, Post-Synthesis-Simulationen. Hierdurch erschließen sich auch anspruchsvolle Chip-Design-Aufgaben im ASIC-Bereich.
Lehrveranstaltungen
Chip-Design: ASICs
Semester:
5.Semester
Typ:
Vorlesung / Pflicht
ECTS-Punkte:
2
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung
Inhalte:
Umsetzen des bisher erlernten anhand einer komplexen digitalen Schaltung (16bit RISC-Prozessor), inkl. Architekturanalyse, VHDL-Modellierung, Simulation, Synthese (auf der Basis einer ASIC-Library), statischer Timinganalyse. Übersicht zum State-of-the-art ASIC-Entwurf: Auswirkung der RTL-Modellierung auf das Synthese-Ergebnis, Clock-Tree, Timing-Annotation (SDF), Aufbau und Inhalt von Simulation- (VITAL)- und Synthesis-Libraries, Übersicht zum Herstellungsprozess (CMOS). Vorlesung und Übung sind stark ineinander verschränkt.
Chip-Design: ASICs
Semester:
5.Semester
Typ:
Ãœbung / Pflicht
ECTS-Punkte:
3
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Modul
Kompetenzerwerb
Die Regelungstechnik schlägt die Brücke zwischen Sensorik, Mechanik und Aktorik und stellt insofern eine wesentliche Grundlage beim effizienten Einsatz eingebetteter Systeme in vielen Produkten dar. In diesem Modul werden die elementaren Methoden der Regelungstechnik mit einem Focus auf der Anwendung in Embedded Systems vermittelt.
Grundlage der Robotik ist die ingenieurmäßige Analyse der Kinematik und Dynamik von Systemen mit n Freiheitsgraden. Dieses Know-how ist sowohl in der klassischen, vom Industrieroboter herrührenden Robotik wie in der mobilen Robotik notwendige Basis, welche in diesem Modul vermittelt wird.
Biologische Systeme sind in ihrer Leistungsfähigkeit technischen Systemen häufig weit überlegen. Die Bionik extrahiert Konzepte biologischer Systeme und überträgt diese auf Systeme technischer Natur. Der Erfolg dieses Lösungsansatzes hat der Bionik in den letzten Jahren einen regelrechten Boom beschert. In diesem Modul wird den Studierenden der bionische Denkansatz am Beispiel mobiler Roboter mit eingebetteter Steuerung näher gebracht.
Lehrveranstaltungen
Regelungstechnik
Semester:
5.Semester
Typ:
Vorlesung / Pflicht
ECTS-Punkte:
2
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung
Inhalte:
Vermittlung der Grundlagen, Verfahren und Werkzeuge zum Entwurf von analogen und digitalen Regelkreisen (unter Verwendung geeigneter Simulationstools wie beispielsweise MATLAB/SIMULINK):
Modellbildung von Regelstrecken im Zeit- und Frequenzbereich, Intuitiver Reglerentwurf mit Hilfe von einfachen Reglern (Zweipunktregler, PI-Regler), Vorstellung wichtiger Reglertypen (P, PI, PID, Lead/Lag), Systematischer Reglerentwurf mit Hilfe des Frequenzkennlinienverfahrens (zeitkontiÂnuierlicher und digitaler Entwurf), Verifikation mit Hilfe der Simulation.
Regelungstechnik
Semester:
5.Semester
Typ:
Ãœbung / Pflicht
ECTS-Punkte:
1,5
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Robotik und Bionik
Semester:
5.Semester
Typ:
Integrierte Lehrveranstaltung / Pflicht
ECTS-Punkte:
1,5
Prüfungsart:
Mündliche oder Schriftliche Prüfung
Inhalte:
Robotik: Vermittlung der Grundlagen, Verfahren und Werkzeuge zur Analyse und zum Entwurf der Kinematik und Dynamik von Robotern;
Bionik in Hinsicht auf mobile Roboter: Lokomotion (Laufen, Schwimmen, Fliegen), Einbeziehung elastischer Elemente, künstliche Muskeln, Orientierung, Energiehaushalt mobiler Systeme, Sensorik und neuronale Informationsverarbeitung, Evolution und Optimierung.
Modul
Kompetenzerwerb
Die schaltungstechnischen Grundlagen aus den LVA der Semester 1 bis 4 werden zum einen vertieft, zum anderen aber auch weiter in die Breite geführt. Nach Abschluss dieses Moduls wird der Umgang mit parasitären Effekten wie sie in realen Schaltungen digitaler und analoger Natur eine Rolle spielen beherrscht. Insbesondere wird deren Modellierung und Simulation auf der Ebene ausdehnungsloser Elemente vermittelt. Die genaue Kenntnis der zu Grunde liegenden physikalischen Zusammenhänge wird jedoch nur da vermittelt, wo dies zum Verständnis des Verhaltensmodells notwendig ist.
Das Modul muss sich auf einen Ausschnitt der Mikroelektronik und Halbleiterschaltungstechnik beschränken. Dieser ist daher so gewählt, dass die den Schaltungen zu Grunde liegenden Methoden in die Kompetenz der ModulteilnehmerInnen übergehen und somit als Basis für den selbstständigen Ausbau in der beruflichen Praxis einerseits und aufbauende LVA in einem Master-Studium andererseits dienen können.
Lehrveranstaltungen
Mikroelektronik und Schaltungstechnik
Semester:
5.Semester
Typ:
Vorlesung / Pflicht
ECTS-Punkte:
2
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung
Inhalte:
SPICE-Simulationsmodelle für elektronische Bauelemente: Aufbau, Genauigkeit, Quellen; IBIS-Modellierung von Chip-I/O: Einbindung von IBIS-Modellen in die SPICE-Simulation.
Modellierung der Diode, Analyse nichtlinearer Schaltungen (mit Dioden), Zenerdiode und Suppressordiode, Kapazitätsdiode, Leuchtdiode, Fotodiode; Schaltungsbeispiele mit Dioden;
Ebers-Moll-Ersatzschaltbild des BJT, Logische Funktionsrealisierung mit bipolaren Elementen (TTL,...), Kleinsignalersatzschaltung des BJT, Arbeitspunkteinstellung; Transistorschaltungen: Stromquellen, Stromsenken, Stromspiegel, Differenzverstärker, Oszillatoren, Synthesizer und Funktionsgeneratoren (PLL), Kippstufen, Logikfamilien, Speicherfamilien,
Spannungsversorgung: Spannungsstabilisierung und –referenz, lineare Spannungsregler, Schaltregler
Fortgeschrittene Schaltungstechnik des MOS-Transistors: Latch-Up-Effekt, Miller-Kapazität, Überspannungsschutz
Elektrische Ebene digitaler Datenübertragung: Signalpegel, Schwellspannung, Störabstand, dynamisches Verhalten, gängige Definitionen der elektrischen Ebene bei unsymmetrischer Leitungsführung (CMOS, TTL, SSTL, PCI,...), differentielle Signalführung (LVDS, USB,...), Potentialtrennung durch optische und magnetische Kopplung;
ADC und DAC: Idealer Umsetzer, statische Fehler bei der Umsetzung, dynamische Fehler bei der Umsetzung; DAC-Verfahren: R2R-Netzwerk, Pulsweitenmodulation; ADC-Verfahren: Parallelumsetzer, Wägeverfahren, Wägeverfahren nach dem switched-capacitor-Prinzip, Pipelined-ADC, Sigma-Delta-ADC; Außenbeschaltung von ADC und DAC: Analoge Pegelumsetzung, Tiefpassfilter, Sample&Hold-Eingänge, Differentielle ADC-Eingänge
Mikroelektronik und Schaltungstechnik
Semester:
5.Semester
Typ:
Ãœbung / Pflicht
ECTS-Punkte:
3
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Modul
Kompetenzerwerb
Die Studierenden beherrschen Analyse und Fehlersuche von Mikroprozessorsystemen. Sie erwerben die Kompetenz, mit Logic Analysatoren und Oszilloskopen richtig zu messen.
Lehrveranstaltungen
Mikrocomputer-Labor
Semester:
5.Semester
Typ:
Laborübung / Pflicht
ECTS-Punkte:
2,5
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung
Inhalte:
Analyse und Messung von 32-bit Mikrokontrollersystemen: Messungen mit Logic-Analyzer und Oszilloskop, Adress/Daten-Bus Analyse mit Logic-Analyzer, Übergang C – Assembler - Hardware, Cache, DMA-Controller, Pipelining, Zeitliche Einschränkung bei der Programmabarbeitung.
Modul
Kompetenzerwerb
Die Studierenden beherrschen die Verfahren und Prinzipien der analogen und digitalen Nachrichtenübertragung, Dabei kommen geeignete Simulationstools (MATLAB/Simulink) zum Einsatz.
Lehrveranstaltungen
Nachrichtenübertragung
Semester:
5.Semester
Typ:
Vorlesung / Pflicht
ECTS-Punkte:
2
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung
Inhalte:
Eigenschaften von Übertragungskanälen,
Basisbandsignale, Bandpasssignale, äquivalente Basisbandsignale, trägermodulierte Übertragung,
analoge Modulationsverfahren: (AM, FM, PM, Sender- und EmpfängerÂstrukturen, Einflüsse linearer Verzerrungen, additive Rauschstörungen),
Pulscodemodulation (PCM): Quantisierungsrauschen, optimale Quantisierung, nichtlineare Kompandierung, S/N Verhältnis bei ÃœbertragungsÂehlern, differentielle PCM,
Digitale Übertragung: digitale Übertragung im Basisband (Nyquist-Kriterien, Matched-Filterung, Pulsformung, Bitfehlerwahr-scheinlichkeit), Digitale Modulationsverfahren (lineare und nichtlineare Modulationsverfahren), Prinzipien der Demodulation, Übertragung unter Impulsinterferenz-Bedingungen), digitale Bandpassübertragung.
Nachrichtenübertragung
Semester:
5.Semester
Typ:
Ãœbung / Pflicht
ECTS-Punkte:
3
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Modul
Kompetenzerwerb
Grundlagen der aktuellen Verfahren der Satellitenkommunikation und des Mobilfunks; Satellitensysteme, Orbits, Raumsegment, Bodensegment, Ãœbertragungskanal.
Lehrveranstaltungen
Satellitenkommunikation
Semester:
5.Semester
Typ:
Integrierte Lehrveranstaltung / Pflicht
ECTS-Punkte:
2,5
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung
Inhalte:
Historischer Ãœberblick, Satellitensysteme, Anwendungen und Dienstleistungen, Satellitenstarts, Trägersysteme, Orbits (GEO, LEO, MEO, HEO, Keplersche Gesetze), Elevation, Inklination, Stabilisierung eines Satelliten, Architektur eines Satellitensystems, Uplink, Downlink, RaumÂsegment, Bodensegment, Frequenzplanung, Ãœbertragungskanal, ZugriffsÂverfahren (FD, TD, CD, SD), Modulationsformen, ErstzugriffsÂverfahren (Slotted Aloha), HF Baugruppen.
Mobilfunk-Kanal, Vielfachzugriff-Verfahren, Zellulare Systeme, Anwendungen: Ãœberblick GSM, UMTS, WLAN.
Modul
Kompetenzerwerb
Die Studierenden kennen sowohl die theoretischen Grundlagen der digitalen Signalverarbeitung als auch die praktischen Aspekte, die bei der Programmierung digitaler Signalprozessoren aufgrund spezifischer Architektureigenschaften beachtet werden müssen.
Sie können digitale Signalverarbeitungssysteme mithilfe von Signalprozessoren implementieren und sind befähigt, die Funktionsweise digitaler Signalverarbeitungssysteme zu analysieren und die Eignung von Signalprozessoren zur Implementierung dieser Systeme zu beurteilen.
Lehrveranstaltungen
DSP-Programmierung
Semester:
5.Semester
Typ:
Integrierte Lehrveranstaltung / Pflicht
ECTS-Punkte:
2,5
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung
Inhalte:
DSP-Architekturen, DSP-Entwicklungsumgebung, Programmieren von DSPs mit Festkomma- und Fließkommaarithmetik, Digitale Filter, Implementierung ausgewählter Algorithmen der digitalen SignalÂverarbeitung, Optimierung von DSP-Programmen.
Modul
Kompetenzerwerb
Die Studierenden beherrschen die Methodik des Entwurfs von komplexen System-on-Chip-Systemen zur Verarbeitung digitaler Signale bei hohen Abtastraten.
Lehrveranstaltungen
System-on-Chip-Design
Semester:
5.Semester
Typ:
Vorlesung / Pflicht
ECTS-Punkte:
1
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung
Inhalte:
Konzepte zur Systemsimulationen und Hardware-Implementierung von Algorithmen der Digitalen Signalverarbeitung in unterschiedlichen Anwendungsgebieten:
Fixed-Point-Arithmetik, das Fractional-Format, Quantisierungseffekte bei der AD-Wandlung, Quantisierungseffekte bei der Umsetzung von Algorithmen der digitalen Signalverarbeitung in Fixed-Point-Arithmetik (Quantisierung von Filterkoeffizienten, quantisierte Arithmetik), Skalierung, Optimale Strukturen zur Hardware-Implementierung.
Systemsimulation in VHDL: Lesen und Schreiben von Dateien aus der VHDL-Simulation; Simulation eines Systems zur digitalen Verarbeitung von Signalen in Fixed-Point-Arithmetik; Signalverarbeitung mit abstrakten Datentypen.
Realisierung des Systems zur Verarbeitung digitaler Signale auf einem FPGA-Prototypenboard. Implementation komplexer Strukturen zur digitalen Signalverarbeitung auf einem FPGA (Arithmetik, Verzögerungen, …).
System-on-Chip-Design
Semester:
5.Semester
Typ:
Ãœbung / Pflicht
ECTS-Punkte:
1
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
System-on-Chip-Design
Semester:
5.Semester
Typ:
Projektstudium / Pflicht
ECTS-Punkte:
3
Prüfungsart:
Immanente Beurteilung
Modul
Kompetenzerwerb
Die Studierenden erhalten einen Überblick über die Besonderheiten bei der Treiberprogrammierung im Vergleich zur Erstellung von Applikationen.
Es werden die Kommunikationsmechanismen von der Hardware über den Device-Treiber bis hinauf zur User-Mode Applikation verstanden.
Lehrveranstaltungen
Treiberprogrammierung
Semester:
5.Semester
Typ:
Integrierte Lehrveranstaltung / Pflicht
ECTS-Punkte:
2,5
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung
Inhalte:
Einführung Treibermodelle RTLinux und Win32-DDK (WDM Windows Driver Model), HAL-Hardware Abstraction Layer, Services, User Mode vs. Kernel Mode, Ablauf einer für Treiberentwicklung, Debugging Strategien, Effizientes Testen mittels Skriptsprache (Python), Windows Kernel Mode, Parameterübergabe, Dispatch Routinen, Interruptbehandlung,,Deferred Procedure Calls, Speicherverwaltung, Entwicklung eines eigenen Treibers.
