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Mikroprozessortechnik

Sommersemester 2020
Verantwortlich:
Dipl.-Inform. (FH), M.Sc. Marcus Thoss

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Lernziele

Mikroprozessoren bilden heutzutage den Kern von Rechensystemen jeglicher Größenordnung. In dieser Lehrveranstaltung werden die Grundlagen moderner Rechnerarchitektur mit Fokus auf die Mikroprozessortechnik vermittelt. Neben allgemeinen Architekturkonzepten und Maßnahmen zur Leistungssteigerung weden dabei in Hinblick auf den Fokus des Studiengangs Informatik - Technische Systeme auch Mikrocontroller und ihre vielfältigen Peripheriekomponenten und Möglichkeiten der Busankopplung betrachtet. Weitere Themen der Lehrveranstaltung sind Sicherheit, Leistungsbewertung und Energiemanagement von Mikroprozessorsystemen.

Inhalte

  • Prozessorarchitektur mit Optimierungen (Architekturkonzepte, Pipelining, Branch-Prediction, Out-of-Order-Execution)
  • Maschinencode- und Assemblerebene (Instruktionen, Adressierung, Sprünge, Unterprogramme, Speicherzugriffe)
  • Speicherarchitektur (virtueller Speicher, MMU-Organisation und TBL, Page-Tables,Caches, Speicherhierarchien, DMA)
  • Interuptlogik und -verarbeitung
  • Peripherieelemente von Mikrocontrollern (I/O, Timer/Counter, Capture/Compare, PWM, Watchdog, ADC+DAC)
  • Lokale Busse
  • Leistungsbewertung und Energiemanagement auf Prozessor- und Systemebene
  • Multiprozessoren (Kommunikationsmodelle, Verbindungsnetzwerke, Cache-Kohärenz)
  • Security-Mechanismen (Speicherschutz, Exploit-Techniken und Gegenmaßnahmen)