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Lernmaterialien für Systemnahe Programmierung an der TU München

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TESTE DEIN WISSEN

Beschreibe Eigenschaften von EEPROM bei Mikrocontrollern.

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EEPROM: Nicht flüchtig, vgl. Festplatte. Kann via Programm beschrieben werden. Nicht beliebig oft überschreibbar (altert)! Wird teilweise als Fehlerspeicher verwendet.

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Wie werden Hardwarebefehle ausgeführt oder RAM und Flash beschrieben?

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Beides wird über den Adressbus angesteuert. Hardwarebefehle werden an interne CPU-Ports (Adressen) gesendet, Flash- und RAM-Befehle an ihre entsprechende Speicheradresse.

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Welche CPU-Architektur ist bei dem Mikrocontroller verbaut?

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Ein RISC-Prozessor (Reduced Instruction Set Computer): Reduzierter Satz an Assembler Befehlen. Dadurch kann die CPU effizienter realisiert werden und fast alle Assembler-Befehle in einem Takt ausgeführt werden (=> 16 Mio Befehle pro Sekunde).

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Was gibt es für Speicherarten im Mikrocontroller?

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Flash:

  • Programmcode und Konstanten

EEPROM:

  • Persistent
  • Begrenzte Anzahl Schreibzugriffe

SRAM:

  • Register
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Was ist die Aufgabe des Stacks?

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Stackframes verwalten:

  • Parameter
  • Lokale Variablen
  • Rücksprungadressen

Wird durch Unterprogrammaufruf angelegt und am Ende wieder zerstört.

Der Stack beginnt bei RAM_END und wächst nach oben (nimmt anderen Bereichen RAM-Speicher weg).

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Wofür ist ein Pull-Up Widerstand?

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Wenn man beim Controller einen Ausgansport auf 1 setzt (5V Spannung) wird ein hochohmiger Widerstand zwischengeschaltet.

Komplementär beim Pull-Down-Widerstand.

Ansonsten würde sich der Port undefiniert verhalten und wie eine Antenne Umgebungsfelder aufnehmen.

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Was ist ein Interrupt? Was ist das Gegenteil davon?

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Polling:

  • Dauerhaftes Abfragen des Wertes
  • Ressourcenintensiv

Interrupt:

  • Spezieller Baustein der auf ein Signal einer Hardware hin die CPU unterbricht und mithilfe einer Tabelle an eine bestimmte Stelle im Code springen lässt (oder direkt zurückgibt (reti))
  • Ressourcenschonend
  • Sollten so kurz wie möglich programmiert werden
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TESTE DEIN WISSEN

Was machen die Befehle sei() und cli()?

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Interrupts global aus- und einschalten.

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Wie ist die Sichtbarkeit von Variablen und Funktionen über C-Files hinweg? Welche Lösungen und Befehle gibt es diesbezüglich?

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Standardmäßig sind sie zwar nicht benutzbar global, allerdings können (im Normalfall) keine zwei gleich benannten Variablen existieren (Problem tritt im Linker auf). 

Lösung: Gemeinsame globale Variable/Methode  mit "extern" (schlechter Stil, nicht verwenden) bzw. (modul)globale (=private) Variable/Methode mit "static" deklarieren.

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Wie groß ist ein int in C?

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TESTE DEIN WISSEN

Compilerabhängig, meist 4 byte

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Welche Möglichkeiten hat der Mikrocontroller bei der Verarbeitung (Eingang) eines analogen Signals?

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Abtasten (8-bit Einteilung) oder Vergleichen mit anderem analogen Signal.

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Was ist der Unterschied zwischen einem Mikro-Controller und einem Mikro-Prozessor?

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Mikro-Controller: Ein Chip auf dem alle für den Betrieb notwendigen Komponenten verbaut sind. Außer einer Stromquelle wird nichts benötigt. Code & Konstanten im Flash-Speicher, Variablen im RAM.

Mikro-Prozessor: Benötigt evtl. noch weitere Bauteile, nicht zwingend alleine betriebsfähig. Ist das "Gehirn" und verarbeitet die Befehle z.B. via Assembler. Kann sich nichts "merken".



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Beispielhafte Karteikarten für deinen Systemnahe Programmierung Kurs an der TU München - von Kommilitonen auf StudySmarter erstellt!

Q:

Beschreibe Eigenschaften von EEPROM bei Mikrocontrollern.

A:

EEPROM: Nicht flüchtig, vgl. Festplatte. Kann via Programm beschrieben werden. Nicht beliebig oft überschreibbar (altert)! Wird teilweise als Fehlerspeicher verwendet.

Q:

Wie werden Hardwarebefehle ausgeführt oder RAM und Flash beschrieben?

A:

Beides wird über den Adressbus angesteuert. Hardwarebefehle werden an interne CPU-Ports (Adressen) gesendet, Flash- und RAM-Befehle an ihre entsprechende Speicheradresse.

Q:

Welche CPU-Architektur ist bei dem Mikrocontroller verbaut?

A:

Ein RISC-Prozessor (Reduced Instruction Set Computer): Reduzierter Satz an Assembler Befehlen. Dadurch kann die CPU effizienter realisiert werden und fast alle Assembler-Befehle in einem Takt ausgeführt werden (=> 16 Mio Befehle pro Sekunde).

Q:

Was gibt es für Speicherarten im Mikrocontroller?

A:

Flash:

  • Programmcode und Konstanten

EEPROM:

  • Persistent
  • Begrenzte Anzahl Schreibzugriffe

SRAM:

  • Register
Q:

Was ist die Aufgabe des Stacks?

A:

Stackframes verwalten:

  • Parameter
  • Lokale Variablen
  • Rücksprungadressen

Wird durch Unterprogrammaufruf angelegt und am Ende wieder zerstört.

Der Stack beginnt bei RAM_END und wächst nach oben (nimmt anderen Bereichen RAM-Speicher weg).

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Q:

Wofür ist ein Pull-Up Widerstand?

A:

Wenn man beim Controller einen Ausgansport auf 1 setzt (5V Spannung) wird ein hochohmiger Widerstand zwischengeschaltet.

Komplementär beim Pull-Down-Widerstand.

Ansonsten würde sich der Port undefiniert verhalten und wie eine Antenne Umgebungsfelder aufnehmen.

Q:

Was ist ein Interrupt? Was ist das Gegenteil davon?

A:

Polling:

  • Dauerhaftes Abfragen des Wertes
  • Ressourcenintensiv

Interrupt:

  • Spezieller Baustein der auf ein Signal einer Hardware hin die CPU unterbricht und mithilfe einer Tabelle an eine bestimmte Stelle im Code springen lässt (oder direkt zurückgibt (reti))
  • Ressourcenschonend
  • Sollten so kurz wie möglich programmiert werden
Q:

Was machen die Befehle sei() und cli()?

A:

Interrupts global aus- und einschalten.

Q:

Wie ist die Sichtbarkeit von Variablen und Funktionen über C-Files hinweg? Welche Lösungen und Befehle gibt es diesbezüglich?

A:

Standardmäßig sind sie zwar nicht benutzbar global, allerdings können (im Normalfall) keine zwei gleich benannten Variablen existieren (Problem tritt im Linker auf). 

Lösung: Gemeinsame globale Variable/Methode  mit "extern" (schlechter Stil, nicht verwenden) bzw. (modul)globale (=private) Variable/Methode mit "static" deklarieren.

Q:

Wie groß ist ein int in C?

A:

Compilerabhängig, meist 4 byte

Q:

Welche Möglichkeiten hat der Mikrocontroller bei der Verarbeitung (Eingang) eines analogen Signals?

A:

Abtasten (8-bit Einteilung) oder Vergleichen mit anderem analogen Signal.

Q:

Was ist der Unterschied zwischen einem Mikro-Controller und einem Mikro-Prozessor?

A:

Mikro-Controller: Ein Chip auf dem alle für den Betrieb notwendigen Komponenten verbaut sind. Außer einer Stromquelle wird nichts benötigt. Code & Konstanten im Flash-Speicher, Variablen im RAM.

Mikro-Prozessor: Benötigt evtl. noch weitere Bauteile, nicht zwingend alleine betriebsfähig. Ist das "Gehirn" und verarbeitet die Befehle z.B. via Assembler. Kann sich nichts "merken".



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