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Embedded Systems


Lernergebnisse des Moduls

ID Lernergebnis
L1 Die Absolventinnen und Absolventen können die grundlegenden Konzepte der Informatik sowie deren Schnittstellen zu den Ingenieurwissenschaften erklären und zur Lösung technischer Probleme anwenden.

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Embedded Systems
Studiengang:
Studiengang mit Beginn der Gültigkeit der betreffenden ASPO-Anlage/Studienordnung des Studiengangs, in dem dieses Modul zum Studienprogramm gehört (=Start der ersten Erstsemester-Kohorte, die nach dieser Ordnung studiert).
Technische Informatik, Bachelor, Ordnung 01.10.2026
Code: TIB-ES
SAP-Submodul-Nr.:
Die Prüfungsverwaltung mittels SAP-SLCM vergibt für jede Prüfungsart in einem Modul eine SAP-Submodul-Nr (= P-Nummer). Gleiche Module in unterschiedlichen Studiengängen haben bei gleicher Prüfungsart die gleiche SAP-Submodul-Nr..
P222-0010
SWS/Lehrform:
Die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) wird als Zusammensetzung von Vorlesungsstunden (V), Übungsstunden (U), Praktikumsstunden (P) oder Projektarbeitsstunden (PA) angegeben. Beispielsweise besteht eine Veranstaltung der Form 2V+2U aus 2 Vorlesungsstunden und 2 Übungsstunden pro Woche.
2PA+2S (4 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte:
Die Anzahl der Punkte nach ECTS (Leistungspunkte, Kreditpunkte), die dem Studierenden bei erfolgreicher Ableistung des Moduls gutgeschrieben werden. Die ECTS-Punkte entscheiden über die Gewichtung des Fachs bei der Berechnung der Durchschnittsnote im Abschlusszeugnis. Jedem ECTS-Punkt entsprechen 30 studentische Arbeitsstunden (Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung, ggfs. Zeit zur Bearbeitung eines Projekts), verteilt über die gesamte Zeit des Semesters (26 Wochen).
5
Studiensemester: 4
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Projektarbeit (Ausarbeitung 5-10 Seiten, Präsentation 15 min)

[letzte Änderung 15.01.2026]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

TIB-ES (P222-0010) Technische Informatik, Bachelor, Ordnung 01.10.2026 , 4. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Der Arbeitsaufwand des Studierenden, der für das erfolgreiche Absolvieren eines Moduls notwendig ist, ergibt sich aus den ECTS-Punkten. Jeder ECTS-Punkt steht in der Regel für 30 Arbeitsstunden. Die Arbeitsstunden umfassen Präsenzzeit (in den Vorlesungswochen), Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, ggfs. Abfassung einer Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Prüfung.

Die ECTS beziehen sich auf die gesamte formale Semesterdauer (01.04.-30.09. im Sommersemester, 01.10.-31.03. im Wintersemester).
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 60 Veranstaltungsstunden (= 45 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 5 Creditpoints 150 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 105 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
TIB-PRG1 Hardwarenahe Programmierung
TIB-PRG2 Systemnahe Programmierung
TIB-PTG Physikalisch-Technische Grundlagen
TIB-RAR Rechnerarchitektur


[letzte Änderung 13.04.2026]
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Schäfer
Dozent/innen:
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Schäfer


[letzte Änderung 13.04.2026]
Lernziele:
Kenntnisse: Aufbau von Komponenten eingebetteter Systeme, System-on-chip, Besonderheiten bei der Programmierung eingebetteter Systeme (Cross-Compiler, Programmierung, Debugging; Schnittstellen GPIO, ADC, DAC, SPI, I2C, USART; Interrupts und Exceptions)
   
Fertigkeiten: Umgang mit einem Entwicklungswerkzeug für eingebettete Systeme, Arbeiten mit der Dokumentation eines modernen RISC-Mikrocontrollers und, Konfigurieren von GPIOs, USART-Schnittstellen und Timern, Erstellen von Interrupt-
Programmen, Fehlersuche in eingebetteten Systemen.
   
Kompetenzen: Programmierung von Mikrocontroller-basierten eingebetteten Systemen mit eingeschränkten Ressourcen unter Echtzeitbedingungen ohne Betriebssystem. Implementierung einfacher Hardware-Abstraktionsschichten sowie die Realisierung einfacher Steuerungen durch Zustandsmaschinen. Erkennung möglicher Race-conditions.


[letzte Änderung 28.11.2025]
Inhalt:
 1. Werkzeuge der Softwareerstellung
- Entwicklungsumgebung µVison (MDK-ARM)
-- Projekteinstellungen
-- Compiler, Linker
-- Debugging
2. Mikrocontroller
- Architektur
- ISA
- Interrupts
3. Nebenläufigkeit
- Problematik
- Lösungsmöglichkeiten
4. Abstraktion der Hardware (HAL)
5. Anwendungen aus der Praxis
- IO-Pins: Eingabe und Ausgabe
- Abstrakte Implementierung einer Kommunikationsschnittstelle am Beispiel eines Interfaces zum Empfang und Senden
von Daten über eine asynchrone (USART) und synchrone (SPI oder I2C) serielle Schnittstelle
- Verwendung von Rückruf-Methoden in Verbindung mit Interrupts (Inversion of Control)
- Zeitsteuerung via Timer, PWM-Erzeugung und -Analyse


[letzte Änderung 28.11.2025]
Literatur:
Jospeh Yiu: "The Definite Guide to the ARM Cortex-M3", Newnes
Bruce P. Douglass: "Design Patterns for Embeddd Systems in C", Newnes
Daniel W. Lewis: "Fundamentals of Embedded Software with the ARM Cortex-M3", Pearson International Ed.
Thomas Eißenlöffel: "Embedded-Software entwickeln", dpunkt.verlag
J. A. Langbridge: Professional Embedded ARM Development, John Wiley & Sons, 2014
W. Hohl: "ARM Assembly Language - Fundamentals and Techniques", CRC Press, 2009
ST: "RM0008 Reference Manual", www.st.com
ARM: "ARM Compiler toolchain, Compiler Reference", http://infocenter.arm.com/help
ARM: "ARM Compiler toolchain, Usiong the Compiler", http://infocenter.arm.com/help


[letzte Änderung 28.11.2025]
 
[Sat Oct 17 13:03:53 CEST 2026, CKEY=tes, BKEY=tib, CID=TIB-ES, LANGUAGE=de, DATE=17.10.2026]