[Erfahrungsbericht] Fachpraktikum 01514 Eingebettete Systeme

#1
Semester: SS 2018

Kursbetreuung: Dr. Jörg Lenhardt, Andreas Kleimann

Voraussetzungen
  • Ich bestand das Fachpraktikum, obwohl ich keinen der inhaltlich empfohlenen Kurse zuvor belegt hatte. Das Bearbeiten relevanter Kapitel aus dem Buch zum Kurs 01706 Anwendungsorientierte Mikroprozessoren sei aber empfohlen, weil die Themen des Praktikums daran ausgerichtet sind.
  • Zum Lösen der EAs sind kaum Elektronikkenntnisse erforderlich, zum tieferen Verständnis schon. Die meisten Kursteilnehmer (einschließlich mir) verfügten über sehr geringe Elektronikkenntnisse. Eine Veränderung des Mikrorechnersystems durch Löten o. Ä. ist nicht nötig und nicht erlaubt.
  • Alle EAs werden ausschließlich in ARM Assembler formuliert. Assembler-Vorkenntnisse sind nicht nötig, da der Befehlssatz von ARM Assembler überschaubar ist.
  • Literaturempfehlungen zur Vorbereitung
Ablauf
  • Studientag in Hagen zu Beginn des Semesters:
    • Übergabe des Mikrorechnersystems basierend auf dem Mikrocontroller NXP Kinetis K60N512 (siehe TWR-K60N512|Tower System Board|Kinetis MCUs|NXP)
    • Einrichtung der Entwicklunsumgebung am eigenen Notebook in einer virtuellen Maschine
    • grundlegende Einführung in ARM Assembler anhand einfacher Beispiele
  • Bearbeitung von 7 EAs, die alle 2 Wochen (Mitte April bis Ende Juli) eingereicht werden müssen (ca. 30 Stunden Aufwand pro EA)
    • pro EA mehrere Versuche (Anzahl nicht festgelegt)
    • Jede EA muss ggf. nach mehreren Versuchen akzeptiert werden, d.h. weitgehend richtig sein.
    • Man erhält sehr umfangreiche Rückmeldungen zu den eigenen Lösungen der EAs sowie Lösungsvorschläge seitens der Kursbetreuung.
    • Themen: ARM-Assembler-Grundlagen (Bedingungen, Schleifen, Ausgaben, Speicheroperationen, …), DSP, GPIO (Taster, LEDs, …), Timer, ADC, I2C, SPI, RTC, DCF77, PWM
  • 5-tätige Präsenzphase am Semesterende in Hagen zur Bearbeitung umfangreicherer Aufgaben in Kleingruppen (Gruppen von der Kursleitung vorgegeben, um möglichst gleich starke Gruppen zu erhalten)
    • Aufgaben sind an den Themen der EAs ausgerichtet
    • Bewertung dieser Aufgaben deutlich lockerer als bei den EAs: Hat man die EAs erfolgreich bearbeitet und bemüht sich in der Präsenzphase, kann man kaum noch durchfallen. Bis zur Präsenzphase haben es ca. 70% der Teilnehmer geschafft. In der Präsenzphase haben alle verbliebenen Studierenden bestanden.
Fazit
  • Wie viele Praktika erfordert auch dieses einen im Vergleich zu anderen Kursen hohen Aufwand. Insbesondere das Lesen ausgewählter Kapitel aus der mehr als 1000 Seiten umfassenden Referenz zum Mikrocontroller kostet einige Stunden pro EA.
  • Es muss klar sein, dass die Assembler-Programmierung in der Praxis nur für sehr hardwarenahe oder performanzkritische Teile vorgenommen wird. Dementsprechend wird viel Wert auf Lösungen gelegt, die nicht nur funktional korrekt sind, sondern auch performant sind. Hat man bisher nur in objektorientierten Sprachen entwickelt, muss man bzgl. Strukturierung der Programme und bereitstehender Abstraktionen umdenken. Dadurch wird einem klar, welchen Komfort die sonst vertraute Entwicklungsumgebung bietet.
  • Auch wenn ich in diesem Themenbereich vermutlich nicht professionell tätig sein werde, ein interessanter Kurs, um einen Überblick über das Themengebiet zu bekommen. Da sich der Kurs auf Grundlagen konzentriert, wäre er für Personen mit Erfahrung in diesem Bereich wahrscheinlich langweilig.
  • Derart umfangreiche Rückmeldungen zu EAs erhielt ich zuvor in keinem anderen Kurs. Auch auf Anfragen per E-Mail oder Telefon wird schnell geantwortet.
 
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