Digitale Messdatenverarbeitung mit Mikrorechnern
TU BS
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44
5.0 (1)
Kartei Details
| Karten | 44 |
|---|---|
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Elektrotechnik |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 01.08.2015 / 04.08.2019 |
| Lizenzierung | Keine Angabe |
| Weblink |
https://card2brain.ch/box/digitale_messdatenverarbeitung_mit_mikrorechnern
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Welche Eigenschaften unterscheiden Mikrocontroller?
Nennen Sie mindestens 8 und beschreiben Sie sie.
- Datenbusbreite: (8,16,32,64 Bit)
- Gibt an, wieviel Bits in einem Zyklus über den Datenbus geschickt werden können
- Taktfrequenzen (8-40MHz, aber auch GHz möglich)
- Je schneller der µC, desto mehr Rechenleistung hat er
- Stromsparfunktionen
- Rechenleistung (MIPS):
- Million instructions per second (pro MHz Takt)
- Menge integrierter Speicher:
- RAM (wenige kB)
- EE-Prom, Flash
- Befehlssatz
- RISC: (Reduced instruction set computing) Jeder Befehl braucht nur einen Takt. (Takt skaliert automatisch Programmgeschwindigkeit)
- CISC (Complex instruction set computing) Beinhaltet komplexere Befehle, die mehrere Takte pro Befehl brauchen. Über Pipelining (parallele Verarbeitung) kann die Ausführung eines Befehls in einem Takt erreicht werden.
- Prozessorarchitektur:
- von Neumann: Programm und Daten werden über denselben Bus übertragen
- Harvard: Programm und Daten haben getrennte Busse
- Anzahl I/O´s (Integrationsdichte):
- Menge interner I/O´s
- Anzahl A/D-Wandler (Auflösung)
- Anzahl D/A-Wandler / PWM
- externe Erweiterungsschnittstellen: SPI, TWI, CAN, USART
- Versorgungsspannung
- Bauform: (SMD, DIP)
Welche Prozessorarchitekturen gibt es und wie unterscheiden sie sich?
- RISC (Reduced instruction set computing)
- Weniger Befehle, aber jeder Befehl kann in einem Takt bearbeitet werden
- CISC (Complex instruction set computing)
- Größerer Befehlssatz mit komplexeren Befehlen, die nicht in einem Takt abgearbeitet werden können.
- Durch Pipelining (parallelverarbeitung) kann die Ausführung eines komplexen Befehls in einem Takt erreicht werden
Zeichnen Sie das Blockschaltbild eines Mikrocontrollers mit allen wesentlichen integrierten Komponenten
- µP:
- Operationswerk
- Steuerwerk
- Registerwerk
- I/O-Interface mit A/D, D/A
- Timer/Zähler
- Speicher
- externe I/O
- Display
- ext. Speicher
Welche Schnittstellen zu externen Komponenten gibt es?
- USART (Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter)
- TWI (I^2C)
- SPI
- JTAG
weitere Busse je nach µC:
- CAN
- LIN
- USB
- ...
Was sind die char. Merkmale von USART (Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter)?
- Programmierbare Baudrate
- versch. Datenformate möglich
- voll Duplexfähig (gleichzeitiges Senden und Empfangen)
- Übertragung synchron oder asynchron
- digitale Filter zur Signalaufbereitung
- Multiprozessorkommunikation (Komm. zweier ATmegas untereinander, ATmega<->PC)
- Anschluss an den Datenbus des µC
Was sind die char. Merkmale des TWI-Busses (Two-Wire-Interface) bzw. I^2C (Inter-IC-Bus)?
- bidirektional, seriell
- nur 2 Leitungen + Massse (PIN0 = Takt, PIN1 = Datenein- und ausgang)
- max. 400kBaud
- Für Steuer- und Statussignale (Joysticks, Tastaturen etc.)
- Zur Kommunikation zwischen Mikrocontroller-Bausteinen
Was sind die char. Merkmale von SPI (serial peripheral interface bus)
- Master/Slave-Organisation
- 3 Anschlüsse:
- SDO (Serial Data Out)
- SDI (Serial Data In)
- Serial Clock (sclk)
- Auswahl des Slaves über SS-Leitung (Slave-Select)
- Protokoll nicht definiert
- sehr schnell, bis mehrere MHz
- große Auswahl an Erweiterungs-Chips (Infrarot-Umsetzer, LCD-Controller, Ein-Ausgabe (Schiftregister, A/D-Wandler)
Wofür steht JTAG und wozu dient er?
JTAG = Joint Test Action Group
- Dient dem Debugging von Mikrocontrollern
- genormt durch BSDL (Boundary Scan Description Language)
- serielle Schnittstelle:
- TDI (Test Data In)
- TDO (Test Data Out)
