Microprocessor Technology and Embedded Systems 1

Due to a compulsory exam for mechatronics engineers, the date of the revision session for your questions on 24.03.16 in room 2107 has been postponed from 11 am to 1 pm.

Learning objectives:

Internal structure of a microprocessor as the core of the embedded system, address decoding, operation of the arithmetic units (ALU) and control units, components of microprocessor and embedded systems such as memory and peripheral components, communication (bus systems and interfaces), hardware-related assembler programming.
Parallel to the lecture, exercises are offered, half of which consist of theoretical lecture hall exercises and the other half of practical exercises in several small groups in the laboratory of the department (room 2107).

Prior knowledge:
Digital technology, programming knowledge, completed basic studies

Course number: FB16-4302

Remark!
This course can be credited as an alternative to "Digital Signal Processing" in the ECE degree program.

Time and place:
Fridays: 12:00 to 15:00
Room: -1418 (lecture and exercise) Room: 2107 (Lab)

Start:
06.11.2015 (the first exercise takes place directly after the first lecture)

Lecturer:
Prof. Dr. Josef Börcsök
Prof. Dr. Michael Schwarz

Exercise supervisor:
Dipl.-Ing. Joachim Altmann
M.Sc. Hamid Rahmani
B. Sc. Christan Voß

Contact:
If you are interested, please send an email to Prof. Börcsök's office.

Office hours
Prof. Michael Schwarz: Wednesdays 10 a.m. - 1 p.m. (appointment via secretary's office)
B.Sc. Christian Voß: n.V. (please make an appointment by email)
M.Sc Hamid Rahmani: n.V. (please make an appointment by email)

Written exam:
Date to be announced

Exam aids:
Non-programmable calculator and self-written A4 formula sheet (double-sided, not printed or copied). The A4 sheet should not contain sample solutions of exercises and lab tasks! The MC6809 instruction list will be distributed during the exam.

Resources for the practical part:
1. For the 6809 microprocessor, you can download a development environment (editor, compiler and simulator) for home use from this page after the start of the lecture.

2. for further free work with microprocessor programming and hardware control on the board (for Freescale HCS08 microprocessor):
The Department of Computer Architecture and Systems Programming offers Freescale MC9S08QG8 demonstration boards for home employment. Due to the number of interested parties, we can unfortunately only lend the boards for a limited time (1 month with the possibility of further extensions). The corresponding software can be found on the CD included with the board.

Exercise and solution sheets, mock exam are available for download:

Exercise sheets:
Exercise 1
Exercise 2
Exercise 3
Exercise 4
Exercise 5
Exercise 6
Exercise 7

Solution sheets:
Solution for exercise 1
Solution for exercise 2
Solution for exercise 3
Solution for exercise 4
Solution for exercise 5
Solution for exercise 6
Solution for exercise 7

Mock exam:
Practice exam
Solution for the practice exam

You can download the development environment known from the lab here to practice at home. Please note that this is a beta version. Use it at your own risk!

Download file

Lab sheets:
Lab experiment 1
Lab experiment 2
Lab experiment 3
Lab experiment 4
Lab experiment 5

Solution sheets:
Solution.asm 1
Solution.asm 2
Solution.asm 3
Solution-Comments 3
Solution.asm 4
Solution-Comments 4
Solution.asm 5
Solution-Comments 5

Andrew S. Tanenbaum: Computer Architecture. Structures - Concepts - Fundamentals, Pearson Studium; Edition: 5th, revised A. 2005

Bähring, H.: Mikrorechner-Technik. Volume II: Buses, Memory, Peripherals and Microcontrollers, Springer, Berlin; Edition: 3rd, fully revised A. 2002

Bähring, H.:Mikrorechner-Technik. 3 Bände: Mikroprozessoren und Digitale Signalprozessoren / Busse, Speicher, Peripherie und Mikrocontroller / Übungen und Lösungen, Springer, Berlin; Edition: 1 , 2005

Bähring, H.: Mikrorechner-Technik Übungen. Übungen und Lösungen zu MikrorechnerTechnik I und II: Übungen und Lösungen, Springer, Berlin; Edition: 1, 2004

Becker, B., Molitor, P.: Technische Informatik: Eine einführende Darstellung, Oldenbourg, 2008

Beuth, K.: Elektronik 4. Digitaltechnik, Vogel; Edition: 13., überarb. A. 2006

Bode, A., Karl, W., Ungerer, T. von A. Petterson, D., L. Hennessy, J.: Rechnerorganisation und -entwurf, Spektrum Akademischer Verlag; Auflage: 3. 2005

Bode, A.: Mikroarchitekturen und Mikroprogrammierung: Formale Beschreibung und Optimierung. Berlin, Heidelberg, New York, Tokyo, Springer Verlag, 1997

Boßung, W.: Funktionale Spezifikation und Codesign eingebetteter Systeme, Shaker Verlag GmbH, 2001

Börcsök, J.: Rechnerarchitekturen I + II. Vorlesungsscript University of Kassel, 1999-2009

Börcsök, J.: Mikroprozessortechnik I + II. Vorlesungsscript University of Kassel, 1999-2009

Börcsök, J.: Rechnerarchitekturen. Struktur und Konzepte, Vde-Verlag , 2002

Börcsök, J., Hofmann, W., Becker, W.J.: Mikroprozessortechnik: Architektur, Implementierung, Schnittstellen, Vde -Verlag; Auflage: 1., Aufl. 2003

Böttcher, A.: Rechneraufbau und Rechnerarchitektur, Springer, Berlin; Auflage: 1. A., 2006

Brinkschulte, U., Ungerer, T.: Mikrocontroller und Mikroprozessoren, Springer, Berlin; Edition: 2, 2007

Bundschuh, B.; Sokolowski, P.: Rechnerstrukturen und Rechnerarchitekturen. Braunschweig: Vieweg, edition 2, 1998

Burkhard Kainka, Martin Häßler, Hans-Werner Straub: Grundwissen Elektronik. 2004

Daniel, Ch. Von Grünigen:Digitale Signalverarbeitung: Bausteine, Systeme, Anwendungen, FO Print & Media; Auflage: 1., Aufl. 2008

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Flynn, M. I.: Microcomputer System Design, Softcover edition, Springer-Verlag GmbH , 2007

Fricke, K.: Digitaltechnik. Lehr- und Übungsbuch für Elektrotechniker und Informatiker, Vieweg+Teubner; Edition: 5th, verb. u. aktualis. A. 2007

Gerhard, H.F. Seehausen: Halbleiterschaltungstechnik, Logos Berlin, 2009

Gübeli, R., Käser, H., Klaus R.: Technische Informatik: Technische Informatik 2: Mikroprozessor-Hardware und Programmiertechniken: 2 , Lehrbuch, Vdf Hochschulverlag; Auflage: 1., Aufl. 2004

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Hoffmann, D.W.: Theoretische Informatik , Hanser Fachbuch, 2009

Kelch, R.: Rechnergrundlagen. Vom Rechenwerk zum Universalrechner, Hanser Fachbuchverlag; Edition: 1, 2003

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Koß, G., Reinhold, W., Friedrich, H.: Lehr- und Übungsbuch Elektronik: Analog und Digitalelektronik. Mit Beispielen und Aufgaben und Lösungen, Hanser Fachbuchverlag; Auflage: 3., neu bearb. A. 2005

Liebig, H.: Logischer Entwurf digitaler Systeme, Springer, Berlin; Auflage: 4., bearb. u. erw. Aufl. 2005

Liggesmeyer, P., Rombach, D.: Software-Engineering eingebetteter Systeme: Grundlagen-Methodik-Anwendungen, Spektrum Akademischer Verlag; Edition: 1, 2005

Lipp, H.M., Becker, J.: Grundlagen der Digitaltechnik, Oldenbourg; Edition: 6th, revised edition. 2007

Malz, H: Rechnerarchitektur. Vieweg+Teubner Verlag, Edition 2, 2004

Märtin, K.: Einführung in die Rechnerarchitektur: Prozessoren und Systeme, Hanser Fachbuchverlag; Edition: 1, 2003

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Menge, M., Liebig, H.: Rechnerorganisation: Die Prinzipien, Springer, Berlin; Edition: 3rd ed. 2003

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Nauth, P., Hoppe, B.: Embedded Intelligent Systems, Oldenbourg; Edition: 1, 2005

Neubauer, A.: Mikroprozessoren: Eine Einführung in die Befehlssatz- und Mikroarchitektur, Schlembach Verlag; Edition: 1, 2007

Oberschelp, W.; Vossen, G.: Rechneraufbau und Rechnerstrukturen. Munich: Oldenbourg Wissenschaftsverlag GmbH, Edition 10, 2006

Peltz, G.: Praxis der Analog- und Digitalwandler. Grundlagen, Versuchs- und Anwendungsschaltungen, Elektor Verlag, 2000

Prochaska, E.: Digitaltechnik für Ingenieure, m. CD-ROM, Oldenbourg, 2003

Roming, M., Rohde J.: Assembler-Grundlagen m. CD-Rom, Auflage: 1. Aufl. 2002

Schiffmann, W., Schmitz, R.: Technische Informatik 2. Grundlagen der Computertechnik, Springer, Berlin; Edition: 5th A. 2005

Schmitt, G.: Mikrocomputertechnik mit dem Prozessor 6809 und den Prozessoren 6800 und 6802. Machinenorientierte Programmierung. Grundlagen - Schaltungstechnik - Anwendungen, 1988

Schmitter, E., Müller- Schloer, C.: RISC-Workstation-Architekturen: Prozessoren, Systeme und Produkte, Springer, Berlin; Auflage: 1 , 2007

Scholz, P.: Softwareentwicklung eingebetteter Systeme: Grundlagen, Modellierung, Qualitätssicherung (Xpert.Press), Springer, Berlin; Auflage: 1, 2005

Schürmann, B.: Grundlagen der Rechnerkommunikation: Technische Realisierung von Bussystemen und Rechnernetzen. For all IT degree programs: Computer Science, Electrical Engineering and Information Technology, Vieweg+Teubner; Edition: 1st A. 2004

Stuhlmüller, P.: A/D-Wandler in Embedded Systemen. Aufbau und Anwendung, Franzis Verlag, 2004

Teich, J.: Digitale Hardware/ Software-Systeme. Synthese und Optimierung, Springer, Berlin; Edition: 1, 2007

Tietze, U., Schenk, C., Gamm, E.: Halbleiter-Schaltungstechnik, Springer, Berlin; Edition: 13th, newly edited edition, 2009

Urbanski, K., Woitowitz, R.: Digitaltechnik. Berlin: Springerverlag, Auflage 5, 2007

Wietzke, J., Tien, T.M.: Automotive Embedded Systeme: Effizientes Framework - Vom Design zur Implementierung (Xpert.Press), Springer, Berlin; Auflage: 1. A. 2005

Wittgruber, F.: Digitale Schnittstellen und Bussysteme. Einführung für das technische Studium, Vieweg Verlag; Edition: 2nd ed. 2002

Woitowitz, R., Urbanski, K.: Digitaltechnik: Ein Lehr- und Übungsbuch, Springer, Berlin, 2007

Wörn, H.: Echtzeitsysteme: Grundlagen, Funktionsweisen, Anwendungen, Springer, Berlin; Edition: 1, 2009

Wüst, K.: Mikroprozessortechnik: Grundlagen, Architekturen und Programmierung von Mikroprozessoren, Mikrocontrollern und Signalprozessoren, Vieweg+Teubner; Edition: 3rd, updated and extended edition, 2008

Zaks, R., Labiak, W.: Programmierung des 6809, Sybex-Verlag GmbH, 1992

Zschocke, J.: Der Mikroprozessor 6809 , Vieweg Friedr. + Sohn Verlag, 1991