DAT016 2014/2015 Veckoplanering

Kurs PM,

DAT016 Programmering av inbyggda system (IT)

DIT152 Programmering av inbyggda system (GU)

LP2, 2014/14

Innehåll:

Kursens syften och lärandemål

Personal och kursnämndsrepresentanter

Kurslitteratur

Ändringar sedan föregående kurstillfälle

Examination

Schema med veckoplanering

Kursens syften, innehåll och lärandemål:

Kursens syfte är att vara en introduktion till konstruktion av små inbyggda system och att ge en förståelse för hur imperativa styrstrukturer översätts till assembler samt för de svårigheter som uppstår vid programmering av händelsestyrda system med flera indatakällor.

Kursen innehåller moment som låter eleven konstruera större och större programblock i assembler och C. Resultatet blir ett "tidsdelningssystem" för två parallella processer. Processerna styr en borrmaskin och en sifferindikator för tid- och temperaturvisning.

Första delen av kursen koncentreras kring programutveckling i assemblerspråk. Därefter inhämtas grunderna för programmering i C. Slutligen kombineras programutveckling i C och assembler.

I pedagogiskt syfte används en enkel borrmaskin och traditionella in- utmatningsenheter som tangentbord och sifferindikatorer. Utrustningen används tillsammans med en mikrodator (68HC12). Allt finns tillgängligt både i form av maskinvara och som enheter i en simulator. Utrustningen används både för C- och assemblerprogrammering.

Efter fullgjord kurs ska studenten kunna

· skriva enkla assemblerprogram med användande av den valda arkitekturens instruktionsuppsättning.

· skriva enkla C-program med användande av programspråkets datatyper och styrstrukturer.

· beskriva motsvarigheten i assembler till typiska programstrukturer i C.

· utnyttja de i kursen använda verktygen för programutveckling på ett adekvat sätt.

· konstruera system innefattande olika typer av undantag (interna undantag, avbrott, återstart).

· beskriva och exemplifiera några olika typer av digitala kringkomponenter och deras användning.

Personal:

Kursansvarig: Roger Johansson (roger AT chalmers.se)

Övriga lärare: Ulf Assarsson (uffe AT chalmers.se), Viktor Kämpe (kampe AT chalmers.se)

Studieexpedition: DoIT, plan 4 i E-huset, ingång från Maskingränd.

Kursnämndsrepresentanter:

FRANCINE MÄKELÄ francine(at)student.chalmers.se

NIKLAS TEGNANDER nikteg(at)student.chalmers.se

HENRY YANG henryy(at)student.chalmers.se

CHRISTOPHER ÅKERSTEN chraker(at)student.chalmers.se

Kursmaterial/Kurslitteratur:

Program (Windows) som används i kursen, finns såväl i STUDAT-datorer som i laborationssalar, du rekommenderas också installera dem på egna datorer du använder för dina studier.

Följande kurslitteratur används, observera att övervägande delen är på elektronisk form:

· Lärobok: Välj mellan att använda någon av följande:

o Vägen till C, Bilting/Skansholm, studentlitteratur ISBN 978-91-44-07606-5, bokens hemsida. Finns på Cremona.

o The C-programming language, Kernighan/Ritchie, finns inte längre i tryckt form, men som PDF.

· Utdrag ur lärobok: Maskinnära programmering med HC12, Johansson, som PDF.

· Arbetsbok: Arbetsbok för MC12, Johansson/Snedsböl, finns på DC.

· Exempelsamling: Maskinnära programmering - exempelsamling (Inst. för D&IT, 2014, PDF)

· Laborations PM: Programmering av inbyggda system – laborationer för IT (Inst. för D&IT, 2014, PDF) – Tryckt version tillhandahålls kostnadsfritt för kursdeltagarna.

· Inlämningsuppgift: Goldbach hypotes – utförs som hemuppgift inför laboration 4. (Inst. för D&IT, 2014, PDF)

· Instruktionslista: HCS12 Reference guide - Tryckt version får användas under tentamen, som PDF

· Quick guide: C-reference card ANSI - Tryckt version får användas under tentamen, som PDF.

Se även ”resurssidan” – för programdistributioner och ytterligare material på elektronisk form.

Ändringar sedan förra kurstillfället:

Detta är en utveckling av den tidigare kursen ”Maskinorienterad programmering”. Mindre ändringar har gjorts i kursinnehållet.

Examination:

Laborationsmoment:

·         Under laborationen  utför studenten de förberedda uppgifterna och redovisar också sina resultat för en handledare som godkänner studenten på laborationsmomentet. Laborationsmomenten bedöms U eller G.

Tentamen

·         Skriftlig tentamen, baserat på tentamensresultatet ges betygen U, 3, 4 eller 5. Resultatet från tentamen gäller som slutbetyg på kursen.

Schema:

FL: Föreläsning

ÖV: Demonstrationsövning

KS: Kodnings och simuleringsövning

LAB: Laboration

LV1(4514)
Tid	Plats	Lektion	Behandlar	Läsanvisning
Må 3/11 15.15-17.00	HC2	FL1 RoJ	Kursintroduktion, översikt av MC68HCS12	Maskinnära programmering med HC12 Arbetsbok (kapitel 1) PIS-Introduktion.pdf PIS-MC68HCS12.pdf
Ti 4/11 13.15-15.00	HC1	FL2 RoJ	Assemblerprogrammering för MC68HCS12	Maskinnära programmering med HC12, 3-42 PIS-Assemblerprogrammering_intro.pdf
On 5/11 10.00-11.45	HC1	ÖV1 VK	Programutveckling i assemblerspråk	rinnandeLjus.s12 delay.s12
To 6/11 10.00-11.45	ED4220	KS1	Grupp A: Inledande övningar med simulator	Obs, KURSLABORATORIET
To 6/11 13.15-15.00	ED4220	KS1	Grupp B: Inledande övningar med simulator	Obs, KURSLABORATORIET
Följande uppgifter föreslås dessutom som självverksamhet under vecka 1: Arbetsbok för MC12: Kapitel 1 (uppgifter 1-38) Exempelsamling: 1.1-1.8
Veckans tema: Grundläggande assemblerprogrammering för HC12, in- utmatning, subrutiner. Målsättningar, att efter läsvecka 1 kunna: ● konstruera, assemblera och testa enklare programsekvenser skrivna i assemblerspråk, dvs. använda ETERM6. Detta betyder exempelvis att man ska kunna – skriva rutiner som utnyttjar minnesadresserad in- och utmatning. – utföra enkel testning programsekvenser i assemblerspråk.

LV2(4614)
Tid	Plats	Lektion	Behandlar	Läsanvisning
Må 10/11 10.00-11.45	ED4220	KS1	Grupp C: Inledande övningar med simulator	Obs, KURSLABORATORIET
Må 10/11 15.15-17.00	HC2	Reserv	ingen lektion
Ti 11/11 13.15-15.00	HC1	FL3 RoJ	Synkronisering i realtid, avbrott och undantagshantering	Arbetsbok: kapitel 3 Maskinnära programmering för HC12, 43-48 PIS-Synkronisering_Undantag.pdf
On 12/11 10.00-11.45	HC1	FL4 RoJ	Genomgång av Laborationsprojekt	Arbetsbok: kapitel 4 Laborations-PM PIS-Laborationer.pdf
Fr 14/11 13.15-15.00	ES61	KS2	Grupp A Övningar inför laboration 1	Arbetsbok: kapitel 4 Laborations-PM PIS-Laborationer.pdf
Obligatoriska förberedelser inför laboration 1, se även Lab PM: Arbetsbok för MC12: 39-43, 71-81 Följande uppgifter föreslås dessutom som självverksamhet under vecka 2: Exempelsamling: 1.9-1.11
Veckans tema: Grundläggande assemblerprogrammering för HC12, styrstrukturer, parameteröverföring och returvärden. Målsättningar, att efter läsvecka 2 kunna: · konstruera, assemblera och testa program i assemblerspråk. Detta betyder exempelvis att man ska kunna – beskriva assemblermönster som motsvarar for-, while-, if- och switch-satser. – beskriva assemblermönster som motsvarar iteration över ett fält. – beskriva assemblermönster som motsvarar funktions- och subrutinanrop. – utnyttja standardmönster för att programmera styrstrukturer som iteration och val. – utnyttja standardmönster för subrutiner, inklusive parameteröverföring. – utföra testning av funktioner, subrutiner och program i assemblerspråk. – beskriva olika principer för överföring mellan centralenhet och kringenheter, såsom pollning och avbrottsstyrning. och att: · ha förberett laboration 1

LV3(4714)
Tid	Plats	Lektion	Behandlar	Läsanvisning/uppgifter
Må 17/11 8.00-11.45	ED4220	LAB1	Grupp A, Laboration 1	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
Må 17/11 10.00-11.45	ES63	KS2	Grupp B Övningar inför laboration 1	Arbetsbok: kapitel 4 Laborations-PM PIS-Laborationer.pdf
Må 17/11 15.15-17.00	HC2	ÖV2 VK	Programutveckling i assemblerspråk, avbrott och undantag	PIS-ovning2.pdf irq4.s12 RoundRobinEmpty.s12
Ti 18/11 8.00-11.45	ED4220	LAB1	Grupp B, Laboration 1	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
Ti 18/11 13.15-15.00	HC1	FL5 UA	Inledande C, satser, program-flödeskontroll, funktioner och programstruktur	PIS-intro_C-programmering.pdf
On 19/11 15.15-17.00	ES61	KS2	Grupp C Övningar inför laboration 1	Arbetsbok: kapitel 4 Laborations-PM PIS-Laborationer.pdf
To 20/11 8.00-11.45	ED4220	LAB1	Grupp C, Laboration 1	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
To 20/11 13.15-17.00	ED4220	LAB1	Grupp D, Laboration 1	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
Fr 21/11 13.15-15.00	ES61	KS3	Grupp A Övningar inför laboration 2	Arbetsbok: kapitel 4 Laborations-PM
Obligatoriska förberedelser inför laboration 2, se även Lab PM: Arbetsbok för MC12: 82-101
Veckans tema: Assemblerprogrammering för HC12, introduktion till laborationssystemet. Målsättningar, att: · ha utfört laboration 1 · ha förberett laboration 2

LV4(4814)
Tid	Plats	Lektion	Behandlar		Läsanvisning/uppgifter
Må 24/11 8.00-11.45	ED4220	LAB2		Grupp A, Laboration 2	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
Må 24/11 10.00-11.45	ES63	KS3		Grupp B Övningar inför laboration 2	Arbetsbok: kapitel 4 Laborations-PM
Må 24/11 15.15-17.00	HC2	ÖV3 VK		Inledande C och enkla exempel med pekare
Ti 25/11 8.00-11.45	ED4220	LAB2		Grupp B, Laboration 2	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
Ti 25/11 13.15-15.00	HC1	FL6 UA	Pekare och fält		PekareOchFalt.pdf
On 26/11 10.00-11.45	HC1	ÖV4 VK	Pekare och fält
On 26/11 15.15-17.00	ES61	KS3	Grupp C Övningar inför laboration 2		Arbetsbok: kapitel 4 Laborations-PM
To 27/11 8.00-11.45	ED4220	LAB2	Grupp C, Laboration 2		Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
To 27/11 13.15-17.00	ED4220	LAB2	Grupp D, Laboration 2		Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
Fr 28/11 13.15-15.00	ES61	KS4	Grupp A Övningar inför laboration 3		Arbetsbok: kapitel 3 Laborations-PM
Obligatoriska förberedelser inför laboration 3, se speciellt Lab PM. Arbetsbok för MC12: 65-67
Veckans tema: Assemblerprogrammering för HC12, avbrottshantering Målsättningar, att efter läsvecka 4 kunna: · konstruera system innefattande olika typer av undantag (interna undantag, avbrott, återstart). Detta betyder exempelvis att man ska kunna – beskriva och exemplifiera de olika typerna av undantag. – skriva program för systemstart, inklusive återstart. – skriva enkla avbrottsrutiner för digitala komponenter. – beskriva och tillämpa olika metoder för prioritetshantering vid multipla avbrottskällor (mjukvaru- och hårdvarubaserad prioritering, avbrottsmaskering, icke maskerbara avbrott). och att: · ha utfört laboration 2 · ha förberett laboration 3

LV5(4914)
Tid	Plats	Lektion	Behandlar	Läsanvisning/uppgifter
Må 1/12 8.00-11.45	ED4220	LAB3	Grupp A, Laboration 3	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
Må 1/12 10.00-11.45	ES63	KS4	Grupp B Övningar inför laboration 3	Arbetsbok: kapitel 3 Laborations-PM
Må 1/12 15.15-17.00	HC2	FL7 UA	Pekare, listor och absolutadressering	PIS-pekareForts.pdf
Ti 2/12 8.00-11.45	ED4220	LAB3	Grupp B, Laboration 3	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
Ti 2/12 13.15-15.00	HC1	ÖV5 VK	Pekare, listor och absolutadressering	list.c
On 3/12 15.15-17.00	ES61	KS4	Grupp C Övningar inför laboration 3	Arbetsbok: kapitel 3 Laborations-PM
To 4/12 8.00-11.45	ED4220	LAB3	Grupp C, Laboration 3	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
To 4/12 13.15-17.00	ED4220	LAB3	Grupp D, Laboration 3	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
Fr 5/12 13.15-15.00	ES61	KS5	Grupp A Övningar inför laboration 4	Laborations-PM
Obligatoriska förberedelser inför laboration 4, se speciellt Lab PM. Inlämningsuppgift: ”Goldbach hypotes”
Veckans tema: Inledande C-programmering, pekare Målsättningar, att efter läsvecka 5 kunna: · skriva enkla C-program med användande av programspråkets datatyper och styrstrukturer. Detta betyder att man till exempel ska kunna – strukturera program med hjälp av funktioner och subrutiner, med lämpliga val av parametrar och resultattyp, samt utnyttja styrstrukturer som for-, while, if- och switchsatser på ett strukturerat sätt. – utnyttja sammansatta datatyper som fält och poster samt använda sig av standardmönster (for-loopar) vid programmering med fält. – på ett disciplinerat sätt kunna använda pekare, främst för överföring av referenser som parametrar. – beskriva betydelsen av begreppen kompilering, assemblering och länkning samt genomföra dessa moment med valda verktyg. – beskriva och genomföra separat- och korskompilering. – använda en debugger för enkel felsökning. och att: · ha utfört laboration 3 · ha förberett laboration 4

LV6(5014)
Tid	Plats	Lektion	Behandlar	Läsanvisning/uppgifter
Må 8/12 8.00-11.45	ED4220	LAB4	Grupp A, Laboration 4	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
Må 8/12 10.00-11.45	ES63	KS5	Grupp B Övningar inför laboration 4	Laborations-PM
Må 8/12 15.15-17.00	HC2	FL8 UA	Kodningskonventioner,	Maskinnära programmering för HC12, 49-52 PIS-Kodningskonventioner.pdf konventioner.c konventioner.s12
Ti 9/12 8.00-11.45	ED4220	LAB3	Grupp B, Laboration 4	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
Ti 9/12 13.15-15.00	HC1	ÖV6 VK	Kodning C/assembler,	Funktionspekare: summa.c Avbrott med C, förberedelse för laboration 5: main.c cannotBeDoneInC.s12 crg.h crg.c
On 10/12 15.15-17.00	ES61	KS5	Grupp C Övningar inför laboration 4	Laborations-PM
To 11/12 8.00-11.45	ED4220	LAB4	Grupp C, Laboration 4	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
To 11/12 13.15-17.00	ED4220	LAB4	Grupp D, Laboration 4	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
Fr 12/12 13.15-15.00	ES61	KS6	Grupp A Övningar inför laboration 5	Arbetsbok kapitel 5 Laborations-PM
Obligatoriska förberedelser inför laboration 5, se speciellt Lab PM. Följande uppgifter föreslås dessutom som självverksamhet under vecka 6: Exempelsamling: 2.9, 2.10, 2.17, 2.21, 2.22, 2.36, 2.38
Veckans tema: Maskinnära programmering i C Målsättningar, att efter läsvecka 6 kunna: – skriva subrutiner som kan anropas från C, med användande av C’s anropskonventioner. – använda ”typedef” och instruktioner till C:s preprocessor (makron) på ett disciplinerat sätt – utnyttja adresseringssätt och pekare för referensöverföring. – skriva C-rutiner som utnyttjar variabler på absoluta adresser (register) för minnesadresserad in- och utmatning. och att: · ha utfört laboration 4 · ha förberett laboration 5

LV7(5014)
Tid	Plats	Lektion	Behandlar	Läsanvisning/uppgifter
Må 15/12 8.00-11.45	ED4220	LAB5	Grupp A, Laboration 5	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
Må 15/12 10.00-11.45	ES63	KS6	Grupp B Övningar inför laboration 5	Laborations-PM
Må 15/12 15.15-17.00	HC2	Reserv	ingen lektion
Ti 16/12 8.00-11.45	ED4220	LAB5	Grupp B, Laboration 5	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
Ti 16/12 13.15-15.00	HC1	F9 RJ	Periferikretsar och IO	PIS-Periferi_och_IO.pdf
On 16/12 10.00-11.45	HC1	ÖV7 RJ	Programmering av periferikretsar
On 10/12 15.15-17.00	ES61	KS6	Grupp C Övningar inför laboration 5	Laborations-PM
To 11/12 8.00-11.45	ED4220	LAB5	Grupp C, Laboration 5	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
To 11/12 13.15-17.00	ED4220	LAB5	Grupp D, Laboration 5	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
Veckans tema: Programmering av periferikretsar Målsättningar, att efter läsvecka 7 kunna: – beskriva och använda kretsar för tidmätning. – beskriva och använda kretsar för parallell och seriell överföring (RS232). – beskriva och använda kretsar för DA- och AD-omvandling. och att: · ha utfört laboration 5

LV8(0215)
Tid	Plats	Lektion	Behandlar	Läsanvisning/uppgifter
On 7/1 13.15-15.00	HC3	FL10 RoJ	Repetition, genomgång av kursens mål och förberedelser inför tentamen	PIS-Sammanfattning.pdf Exempeltentamina.
To 8/1 13.15-17.00	ED4220	LAB	Extra tillfälle	Möjlighet att redovisa laborationer för dig som inte hann med detta före helgerna.
Veckans tema: Repetition och sammanfattning, kursens lärandemål Efter fullgjord kurs ska studenten kunna * medverka vid konstruktion och programmering av enkla inbyggda system med givna komponenter. Detta betyder att man till exempel ska kunna – beskriva och exemplifiera uppbyggnaden av enkla inbyggda system. – använda en microcontroller och några digitala komponenter för programmering av ett inbyggt system. – beskriva de svårigheter som uppstår vid konstruktion av program som ska hantera asynkrona händelser från flera kringkomponenter.