LEU500 2014/2015 Kurs PM - Veckoplanering

Kurs PM,

LEU500 Maskinorienterad programmering (DAI,EI,MEI)

LP3, 2014/15

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 (68HCS12). 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: Lars Bengtsson (labe AT chalmers.se), Ulf Assarsson (uffe AT chalmers.se), Lennart Hansson (hansson AT chalmers.se), Pierre Kleberger (pk AT chalmers.se)

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

Kursnämndsrepresentanter:

TIELL viktoandATstudent.chalmers.se            VIKTOR ANDERSSON
TIMEL tobdanATstudent.chalmers.se              TOBIAS DANIELSSON
TIDAL aleereATstudent.chalmers.se              ALEXANDER ERENSTEDT
TIMEL hamhelgATstudent.chalmers.se             HAMPUS HELGEGREN
TIDAL esadATstudent.chalmers.se                ESAD OSMANOVIC

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: Maskinnära programmering – laborationer (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:

Inga ändringar sedan förra årets kurs.

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

KOS: Kodnings och simuleringsövning

LAB: Laboration

LV1(0415)
Tid	Plats	Lektion	Behandlar	Läsanvisning/uppgifter
Må 19/1 13.15-15.00	Babord	FL1 LB	Kursintroduktion, översikt av MC68HCS12	Maskinnära programmering med HC12 Arbetsbok (kapitel 1) PIS-Introduktion.pdf PIS-MC68HCS12.pdf
Ti 20/1 13.15-15.00	Babord	FL2 LB	Assemblerprogrammering för MC68HCS12	Maskinnära programmering med HC12, 3-42 PIS-Assemblerprogrammering_intro.pdf
To 22/1 8.15-10.00	Jup309 Jup310	KOS1	Inledande övningar med simulator	Arbetsbok: kapitel 1
To 22/1 15.15-17.00	Styrbord	ÖV1 PK	Programutveckling i assemblerspråk
Fr 23/1 10.15-12.00	Jup024 Jup025	KOS1	Inledande övningar med simulator	Arbetsbok: kapitel 1
Fr 23/1 13.15-15.00	Jup024 Jup025	KOS1	Inledande övningar med simulator	Arbetsbok: kapitel 1
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(0515)
Tid	Plats	Lektion	Behandlar	Läsanvisning/uppgifter
Må 26/1 13.15-15.00	Babord	FL3 LB	Synkronisering i realtid, avbrott och undantagshantering	Arbetsbok: kapitel 3 Maskinnära programmering för HC12, 43-48 PIS-Synkronisering_Undantag.pdf
Må 26/1 15.15-17.00	Jup024 Jup025	KOS2	Förbered laboration 1 och 2 (följ anvisningar i lab-PM)	Arbetsbok: kapitel 4
Ti 27/1 13.15-15.00	Babord	FL4 LB	Genomgång av Laborationsprojekt (assemblerprogrammering)	Arbetsbok: kapitel 4 Laborations-PM PIS-Laborationer.pdf
On 28/1 13.15-15.00	Jup024 Jup025	KOS2	Förbered laboration 1 och 2 (följ anvisningar i lab-PM)	Arbetsbok: kapitel 4
To 29/1 8.15-10.00	Jup309 Jup310	KOS2	Förbered laboration 1 och 2 (följ anvisningar i lab-PM)	Arbetsbok: kapitel 4
To 29/1 10.15-12.00	Styrbord		ingen lektion
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(0615)
Tid	Plats	Lektion	Behandlar	Läsanvisning/uppgifter
Må 2/2 13.15-15.00	Babord	ÖV2 PK	Programutveckling i assemblerspråk, avbrott/undantag
Må 2/2 15.15-17.00	Jup024 Jup025	KOS3	Förbered laboration 1 och 2 (följ anvisningar i lab-PM)	Arbetsbok: kapitel 4
Ti 3/2 8.15-12.00	Bryggan Gnistan Loggen	LAB1	MEI Laboration 1	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
To 5/2 8.15-10.00	Jup309 Jup310	KOS3	Förbered laboration 1 och 2 (följ anvisningar i lab-PM)	Arbetsbok: kapitel 4
To 5/2 10.15-12.00	Styrbord		ingen lektion
To 5/2 13.15-17.00	Bryggan Gnistan	LAB1	DI-a Laboration 1	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
Fr 6/2 8.15-12.00	Bryggan Gnistan Loggen	LAB1	EI Laboration 1	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
Fr 6/2 13.15-15.00	Jup024 Jup025	KOS3	Förbered laboration 1 och 2 (följ anvisningar i lab-PM)	Arbetsbok: kapitel 4
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(0715)
Tid	Plats	Lektion	Behandlar	Läsanvisning/uppgifter
Må 9/2 13.15-15.00	Babord	FL5 UA	Inledning till C, repetition, Satser, programflödeskontroll, funktioner och programstruktur
Må 9/2 15.15-17.00	Jup024 Jup025	KOS4	Förbered laboration 3
Ti 10/2 13.15-15.00	Babord	ÖV3 PK	Inledande C, och stackens användning
On 11/2 8.15-12.00	Bryggan Gnistan Loggen	LAB2	MEI Laboration 2	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
On 11/2 13.15-12.00	Bryggan Gnistan	LAB1	DI-b Laboration 1	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
To 12/2 8.15-10.00	Jup309 Jup310	KOS4	Förbered laboration 3
To 12/2 10.15-12.00	Styrbord	FL6 UA	Pekare och fält
To 12/2 13.15-17.00	Bryggan Gnistan	LAB2	DI-a Laboration 2	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
Fr 13/2 8.15-12.00	Bryggan Gnistan Loggen	LAB2	EI Laboration 2	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
Fr 13/2 13.15-15.00	Jup024 Jup025	KOS4	Förbered laboration 3
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(0815)
Tid	Plats	Lektion	Behandlar	Läsanvisning/uppgifter
Må 16/2 8.15-12.00	Bryggan Gnistan	LAB2	DI-b Laboration 2	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
Må 16/2 13.15-15.00	Babord	ÖV4 PK	Pekare och fält	Förberedelser för lab 4 borrmaskin
Må 16/2 15.15-17.00	Jup024 Jup025	KOS5	EI Förbered laboration 4
Ti 17/2 8.15-12.00	Bryggan Gnistan Loggen	LAB3	MEI Laboration 3	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
Ti 17/2 13.15-15.00	Babord	FL7 UA	Pekare, listor och absolutadressering
On 18/2 10.15-12.00	Jup024 Jup025	KOS5	DI Förbered laboration 4
On 18/2 13.15-17.00	Bryggan Gnistan	LAB3	DI-a Laboration 3	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
To 19/2 8.15-10.00	Jup309 Jup310	KOS5	MEI Förbered laboration 4
To 19/2 10.15-12.00	Styrbord	ÖV5 PK	Pekare, listor och absolutadressering
Fr 20/2 8.15-12.00	Bryggan Gnistan Loggen	LAB3	EI Laboration 3	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
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(0915)
Tid	Plats	Lektion	Behandlar	Läsanvisning/uppgifter
Må 23/2 8.15-12.00	Bryggan Gnistan	LAB3	DI-b Laboration 3	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
Må 23/2 13.15-15.00	Babord	FL8 UA	Kodningskonventioner, avbrott med C
Må 23/2 15.15-17.00	Jup024 Jup025	KOS6	EI Förbered laboration 5	Arbeta med simuleringar/laborationer
Ti 24/2 8.15-12.00	Bryggan Gnistan	LAB4	MEI Laboration 4	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
Ti 24/2 13.15-15.00	Babord	ÖV6 PK	Pekare, listor och absolutadressering 2	OBS: Inställd på gr. av sjukdom.
On 25/2 10.15-12.00	Jup024 Jup025	KOS6	DI Förbered laboration 5	Arbeta med simuleringar/laborationer
To 26/2 8.15-10.00	Jup309 Jup310	KOS6	MEI Förbered laboration 5	Arbeta med simuleringar/laborationer
To 26/2 10.15-12.00	Styrbord	ÖV7 PK	Kodning C-assembler
To 26/2 13.15-17.00	Bryggan Gnistan	LAB4	DI Laboration 4	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
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(1015)
Tid	Plats	Lektion	Behandlar	Läsanvisning/uppgifter
Må 2/3 8.15-12.00	Bryggan Gnistan	LAB4	DI-b Laboration 4	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
Må 2/3 13.15-15.00	Babord	FL9 LB	Periferikretsar och IO
Ti 3/3 8.15-12.00	Bryggan Gnistan Loggen	LAB5	MEI Laboration 5	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
Ti 3/3 13.15-15.00	Babord	ÖV8 PK	Programmering av periferikretsar
Fre 6/3 8.15-12.00	Bryggan Gnistan	LAB4	EI Laboration 4	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
Fr 7/3 8.15-12.00	Bryggan Gnistan	LAB5	DI-a 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(1115)
Tid	Plats	Lektion	Behandlar	Läsanvisning/uppgifter
Må 9/3 13.15-17.00	Bryggan Gnistan	LAB5	DI-b Laboration 5	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
Ti 10/3 13.15-17.00	Bryggan	LAB	Extra tillfälle	Möjlighet att redovisa laborationer för dig som ännu inte hunnit med detta.
To 12/3 10.15-12.00	Styrbord	FL10 RoJ	Repetition, genomgång av kursens mål och förberedelser inför tentamen
To 12/3 13.15-17.00	Bryggan Gnistan	LAB5	EI Laboration 5	Laborationsuppgifterna ska vara väl förberedda
Fr 13/3 8.15-12.00	Bryggan	LAB	Extra tillfälle	Möjlighet att redovisa laborationer för dig som ännu inte hunnit med detta.
Veckans tema: Slutför laborationsseriern. 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.