Software ubiquitärer Systeme

Größe: px
Ab Seite anzeigen:

Download "Software ubiquitärer Systeme"

Transkript

1 Software ubiquitärer Systeme Übung 2: Speicherarchitekturen in Mikrocontrollern und AOStuBS Christoph Borchert Arbeitsgruppe Eingebettete Systemsoftware Lehrstuhl für Informatik 12 TU Dortmund 1

2 Inhalt der heutigen Übung Mikrocontroller Architektur ROM (Flash Speicher) RAM (CMOS Speicher) Grundlagen für AOStuBS 2

3 Single-Chip Mikrocontroller System on Chip (SoC) CPU Speicher Timer I/O - Ports (Digital I/O) A/D und D/A Wandler UART, SPI, I2C CAN, LIN, FlexRay Funk - RF - Bluetooth / ZigBee - WLAN... Atmel Diopsis 740 3

4 Harvard Architektur Separater Programm- und Datenspeicher CPU Programm- Instr. Speicher ( ROM ) Datenbus DatenSpeicher (RAM) Vorteile: Instruction fetch + Memory access parallel (Pipelining) Unterschiedliche physikalische Realisierung von RAM und ROM 4

5 Inhalt der heutigen Übung Mikrocontroller Architektur ROM (Flash Speicher) RAM (CMOS Speicher) Grundlagen für AOStuBS 5

6 Read-only memory (ROM) Ursprünglich während der Chipfertigung festgelegt Speicherinhalt fest im Chip verdrahtet - Vom Anwender daher nur lesbar Nachteil: Programm muss zur Chipfertigung vorliegen Flexibler: Antifuse One Time Programmable Speicher besteht aus Polysilizium (Isolator) Ströme > 5 ma zerstören diesen Isolator und erzeugen eine permanent leitende Verbindung Vorteil: Anwenderprogrammierbar :-) - Hoffentlich hat die Software keine Bugs zum Programmierzeitpunkt 6

7 EPROM Erasable Programmable Read-Only Memory Pro Bit ein Transistor mit Floating Gate 7

8 EPROM - Auslesen Liefert im Ausgangszustand immer eine '1' (leitet)

9 EPROM - Programmieren Anlegen einer hohen Spannung (12V, extern) Hot-Electron Injection (hot e-) 12 V 0V V

10 EPROM Auslesen (2) Liefert eine '0' wenn programmiert (nicht-leidend)

11 EPROM Löschen UV-Licht ionisiert das Gate-Oxid Elektronen können vom Floating Gate abfließen UV

12 (E)PROM Mit und ohne Quarzglas-Fenster 12

13 EEPROM / Flash Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory Auslesen und Programmieren analog zu EPROM 0V V Löschen durch anlegen ein umgekehrten Spannung (12V) Fowler-Nordheim Tunneleffekt ( Leckstrom durch Gate-Oxid) Integrierte Ladungspumpe (1,8 bzw. 3,3V 12V) 13

14 Flash vs. EPROM Chipfoto (Querschnitt) Quelle [2] 14

15 Flash Floating-Gate Transistoren sind in Segmenten angeordnet Löschen nur von kompletten Segmenten möglich Kompaktes Layout (weniger Steuerungslogik) 15

16 Flash Floating-Gate Transistoren sind in Segmenten angeordnet Löschen nur von kompletten Segmenten möglich Kompaktes Layout (weniger Steuerungslogik) Wie groß ist ein Segment beim MSP430? 16

17 Flash - Data Retention Welche Ursachen limitieren die Data Retention? Welche Konsequenzen ergeben sich für Gespeicherte '1' Bits? Gespeicherte '0' Bits? Welche Faktoren beeinflussen die Data Retention? Welchen Zusammenhang stellt diese Gleichung dar? 17

18 Flash - Data Retention Welche Ursachen limitieren die Data Retention? Welche Konsequenzen ergeben sich für Gespeicherte '1' Bits? Gespeicherte '0' Bits? Welche Faktoren beeinflussen die Data Retention? Welchen Zusammenhang stellt diese Gleichung dar? Wie ist die Data Retention Duration des MSP430 bei 50 C spezifiziert? 18

19 Data Retention - Baking Quelle [3] 19

20 Data Retention - Baking Quelle [3] Lässt sich die Data Retention durch Software verbessern? 20

21 Flash - Endurance Wodurch wird die Endurance limitiert? Wie ist die Endurance des MSP430 spezifiziert? Wie wird die Endurance durch die Umgebungstemperatur beeinflusst? 21

22 MSP430 Flash Schreibgeschwindigkeit MSP430 Flash Timing Generator Programmierung eines Bytes dauert 35 Takte Wahlweise 257 khz oder 476 khz 35 / 476 khz = 73,5 μs Das macht für ein Segment: 73,5 μs * 512 = 37,6 ms 22

23 Inhalt der heutigen Übung Mikrocontroller Architektur ROM (Flash Speicher) RAM (CMOS Speicher) Grundlagen für AOStuBS 23

24 SRAM (4KiB bei unserem MSP430) 2 CMOS Inverter Volatile (Theoretisch) kein Ruhestrom 1 (0) 1 0 (1) 1 1 (0) +2 Select Transistoren = 6 Transistoren 6facher Platzbedarf gegenüber Flash - Teuer! Lesen/Schreiben in einem CPU Takt 83ns bei 12MHz 24

25 Zusammenfassung (Speicher) Programm- und Datenspeicher unterscheiden sich bei Mikrocontrollern ROM (Flash) vs. RAM (SRAM) Flash Segment-basiertes Löschen - Langsames Schreiben (37,6ms) - Hoher Energieverbrauch beim Schreiben (12V) Data Retention - Temperaturabhängig Endurance ( Abnutzung ) CMOS SRAM Schnell, energiesparsam (vgl. Flash Schreiben), aber teuer 25

26 Literatur (Speicher) [1] Peter Forstner: MSP430 Flash Memory Characteristics, Application Report, April 2008 [2] Intel/ICE: Memory 1996 [3] Joe E. Brewer, Manzur Gill: Nonvolatile memory technologies with emphasis on Flash: a comprehensive guide to understanding and using NVM devices, WileyIEEE,

27 Inhalt der heutigen Übung Mikrocontroller Architektur ROM (Flash Speicher) RAM (CMOS Speicher) Grundlagen für AOStuBS 27

Elektrizitätslehre und Elektronik. Halbleiterspeicher

Elektrizitätslehre und Elektronik. Halbleiterspeicher 1/5 Halbleiterspeicher Ein Halbleiterspeicher ist ein Datenspeicher, der aus einem Halbleiter besteht, in dem mittels der Halbleitertechnologie integrierte Schaltkreise realisiert werden. Die Daten werden

Mehr

Fachbereich Medienproduktion

Fachbereich Medienproduktion Fachbereich Medienproduktion Herzlich willkommen zur Vorlesung im Studienfach: Grundlagen der Informatik Themenübersicht Rechnertechnik und IT Sicherheit Grundlagen der Rechnertechnik Prozessorarchitekturen

Mehr

Teil 3 Mikrocontroller

Teil 3 Mikrocontroller Teil 3 Mikrocontroller 3.1 Programm- und Datenspeicher 3.2 Realisierung von Speicherzellen 3.3 Programmierung Teil 3 Mikrocontroller 1 Advanced Architecture Optimizes the Atmel AVR CPU Delivering High

Mehr

FPGA vs. Mikrocontroller. Agenda

FPGA vs. Mikrocontroller. Agenda FPGA vs. Mikrocontroller Name: Jan Becker Matrikelnummer: 546508 Agenda - Kurzvorstellung eines FPGAs - Komponenten eines FPGAs - Programmierung eines FPGAs - Kurzvorstellung eines Mikrocontrollers - Komponenten

Mehr

Prinzipien und Komponenten eingebetteter Systeme

Prinzipien und Komponenten eingebetteter Systeme 1 Prinzipen und Komponenten Eingebetteter Systeme (PKES) (2) Mikrocontroller I Sebastian Zug Arbeitsgruppe: Embedded Smart Systems 2 Veranstaltungslandkarte Fehlertoleranz, Softwareentwicklung Mikrocontroller

Mehr

5 Zusammengesetzte und reguläre Schaltungsstrukturen

5 Zusammengesetzte und reguläre Schaltungsstrukturen 5 Zusammengesetzte und reguläre Schaltungsstrukturen regelmäßig aufgebaute (reguläre) Schaltungsstrukturen implementieren jeweils eine größere Zahl an Gatterfunktionen wichtigste Vertreter: Speicher, programmierbare

Mehr

Mikroprozessoren Grundlagen AVR-Controller Input / Output (I/O) Interrupt Mathematische Operationen

Mikroprozessoren Grundlagen AVR-Controller Input / Output (I/O) Interrupt Mathematische Operationen Mikroprozessoren Grundlagen Aufbau, Blockschaltbild Grundlegende Datentypen AVR-Controller Anatomie Befehlssatz Assembler Speicherzugriff Adressierungsarten Kontrollstrukturen Stack Input / Output (I/O)

Mehr

Halbleiterphysik und Anwendungen Vorlesungsplanung Teil 10: Speicherbauelemente Prof. Dr. Sven Ingebrandt

Halbleiterphysik und Anwendungen Vorlesungsplanung Teil 10: Speicherbauelemente Prof. Dr. Sven Ingebrandt Halbleiterphysik und Anwendungen Teil 10: Speicherbauelemente Prof. Dr. Sven Ingebrandt Fachhochschule Kaiserslautern - Standort Zweibrücken www.hs-kl.de Vorlesungsplanung Grün: Termine, die ausfallen

Mehr

Tutorium Rechnerorganisation

Tutorium Rechnerorganisation Woche 9 Tutorien 3 und 4 zur Vorlesung Rechnerorganisation 1 Christian A. Mandery: KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Grossforschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft www.kit.edu

Mehr

Digitaltechnik II SS 2007

Digitaltechnik II SS 2007 Digitaltechnik II SS 27 7. Vorlesung Klaus Kasper Inhalt Register Halbleiterspeicher Random Access Memory (RAM) SRAM DRAM ROM Programmierbare ROM Realisierung digitaler Systeme Digitaltechnik 2 2 Digitaltechnik

Mehr

RO-Tutorien 3 / 6 / 12

RO-Tutorien 3 / 6 / 12 RO-Tutorien 3 / 6 / 12 Tutorien zur Vorlesung Rechnerorganisation Christian A. Mandery WOCHE 10 AM 01./02.07.2013 KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft

Mehr

Halbleiterspeicher. Halbleiterspeicher

Halbleiterspeicher. Halbleiterspeicher Halbleiterspeicher Liers - PEG-Vorlesung WS2/2 - Institut für Informatik - FU Berlin Halbleiterspeicher RAM Random Access Memory Schreib-Lese-Speicher SRAM statischer RAM DRAM dynamischer RAM Liers - PEG-Vorlesung

Mehr

Rechnerorganisation 5. Vorlesung

Rechnerorganisation 5. Vorlesung Rechnerorganisation 5. Vorlesung Mathematische Grundlagen (1) Boolesche Algebren: BMA, BAA (2,3) Kombinatorische Schaltungen (4,5) Automaten (6,7) Sequentielle Schaltungen (8) Programmierbare Strukturen

Mehr

Ram/Rom/EPRom WIRTSCHAFTSINGENIEURSWESEN. Ausbildungsschwerpunkte: BETRIEBSMANAGEMENT LOGISTIK. Xaver Schweitzer. Jahr: 2011/12

Ram/Rom/EPRom WIRTSCHAFTSINGENIEURSWESEN. Ausbildungsschwerpunkte: BETRIEBSMANAGEMENT LOGISTIK. Xaver Schweitzer. Jahr: 2011/12 Name: Klasse: Xaver Schweitzer 1BHWI Jahr: 2011/12 Ram/Rom/EPRom Abb. 1 Abb. 2 Abb. 3 Ram Rom EPRom 22.09.2011 1 von 10 Inhaltsverzeichnis INHALTSVERZEICHNIS... 2 EINLEITUNG... 3 RAM... 4 SRAM - Static

Mehr

F Programmierbare Logikbausteine

F Programmierbare Logikbausteine 1 Einordnung Ebene 6 Problemorientierte Sprache Ebene 5 Assemblersprache F Programmierbare Logikbausteine Ebene 4 Ebene 3 Ebene 2 Ebene 1 Betriebssystem ISA (Instruction Set Architecture) Mikroarchitektur

Mehr

Arithmetische und Logische Einheit (ALU)

Arithmetische und Logische Einheit (ALU) Arithmetische und Logische Einheit (ALU) Enthält Blöcke für logische und arithmetische Operationen. n Bit Worte werden mit n hintereinander geschalteten 1 Bit ALUs bearbeitet. Steuerleitungen bestimmen

Mehr

Teil 1: Digitale Logik

Teil 1: Digitale Logik Teil 1: Digitale Logik Inhalt: Boolesche Algebra kombinatorische Logik sequentielle Logik kurzer Exkurs technologische Grundlagen programmierbare logische Bausteine 1 Tri-State Ausgangslogik Ausgang eines

Mehr

Die Technik hinter IoT: Arduino, Raspberry Pi & Co.

Die Technik hinter IoT: Arduino, Raspberry Pi & Co. Die Technik hinter IoT: Arduino, Raspberry Pi & Co. Praxisbeispiele für den Hausgebrauch Uwe Steinmann MMK GmbH 25.-26. September 2017 Uwe Steinmann (MMK GmbH) Die Technik hinter IoT 25.-26. September

Mehr

Programmierbare Logik CPLDs. Studienprojekt B Tammo van Lessen

Programmierbare Logik CPLDs. Studienprojekt B Tammo van Lessen Programmierbare Logik CPLDs Studienprojekt B Tammo van Lessen Gliederung Programmierbare Logik Verschiedene Typen Speichertechnologie Komplexe Programmierbare Logik System On a Chip Motivation Warum Programmierbare

Mehr

Mikroprozessortechnik Grundlagen 1

Mikroprozessortechnik Grundlagen 1 Grundlagen - Grundbegriffe, Aufbau, Rechnerarchitekturen, Bus, Speicher - Maschinencode, Zahlendarstellung, Datentypen - ATMELmega28 Progammierung in C - Vergleich C und C++ - Anatomie eines µc-programmes

Mehr

Speicherarten eines Mikrokontrollers

Speicherarten eines Mikrokontrollers Speicherarten eines Mikrokontrollers Simon Hermann 4. Juni 2015 Speicherarten eines Mikrokontrollers Gliederung Klassifizierung von Halbleiterspeichern EEPROM 1. Aufbau 2. Read/Write Prozess 3. Arten der

Mehr

Speicher: RAMs, ROMs PROMS, EPROMs, EEPROMs, Flash EPROM

Speicher: RAMs, ROMs PROMS, EPROMs, EEPROMs, Flash EPROM Speicher: RAMs, ROMs PROMS, EPROMs, EEPROMs, Flash EPROM RAMs (Random Access Memory) - Schreib-Lese-Speicher RAMs sind Speicher mit der Aufgabe, binäre Daten für eine bestimmte Zeit zu speichern. Diese

Mehr

Mikrocomputertechnik

Mikrocomputertechnik Mikrocomputertechnik Aktuelle Controller 8051: Funktionsweise, äußere Beschaltung und Programmierung von Bernd-Dieter Schaaf, Stephan Böcker 6., aktualisierte und erweiterte Auflage Hanser München 2012

Mehr

Halbleiterspeicher. Halbleiterspeicher. 30.09.2008 Michael Kuhfahl 1

Halbleiterspeicher. Halbleiterspeicher. 30.09.2008 Michael Kuhfahl 1 Halbleiterspeicher 30.09.2008 Michael Kuhfahl 1 Gliederung I. FF als Speicher (1 Bit) II. Register als Speicher (n Bit) III. Anordnung der Speicherzellen IV. SRAM V. DRAM VI. ROM VII. PROM VIII. EPROM

Mehr

CPU Speicher I/O. Abbildung 11.1: Kommunikation über Busse

CPU Speicher I/O. Abbildung 11.1: Kommunikation über Busse Kapitel 11 Rechnerarchitektur 11.1 Der von-neumann-rechner Wir haben uns bisher mehr auf die logischen Bausteine konzentriert. Wir geben jetzt ein Rechnermodell an, das der physikalischen Wirklichkeit

Mehr

Vortrag zur Seminarphase der PG Solar Doorplate MSP430 Wichtigste Grundlagen von David Tondorf

Vortrag zur Seminarphase der PG Solar Doorplate MSP430 Wichtigste Grundlagen von David Tondorf Vortrag zur Seminarphase der PG Solar Doorplate MSP430 Wichtigste Grundlagen von David Tondorf Technische Daten 16-Bit RISC Architektur bis zu 16 Mhz Vcc: 1,8-3,6V 64 KB FRAM 2 KB SRAM 7 Schlafmodi 5 16-Bit

Mehr

Digitaltechnik II SS 2007

Digitaltechnik II SS 2007 Digitaltechnik II SS 27 6. Vorlesung Klaus Kasper Inhalt Asynchroner Zähler Synchroner Zähler Schaltungsanalyse Register Halbleiterspeicher Random Access Memory (RAM) SRAM DRAM Digitaltechnik 2 2 Frequenzteiler

Mehr

Rechnerarchitektur Atmega 32. 1 Vortrag Atmega 32. Von Urs Müller und Marion Knoth. Urs Müller Seite 1 von 7

Rechnerarchitektur Atmega 32. 1 Vortrag Atmega 32. Von Urs Müller und Marion Knoth. Urs Müller Seite 1 von 7 1 Vortrag Atmega 32 Von Urs Müller und Marion Knoth Urs Müller Seite 1 von 7 Inhaltsverzeichnis 1 Vortrag Atmega 32 1 1.1 Einleitung 3 1.1.1 Hersteller ATMEL 3 1.1.2 AVR - Mikrocontroller Familie 3 2 Übersicht

Mehr

Teil 1: Digitale Logik

Teil 1: Digitale Logik Teil 1: Digitale Logik Inhalt: Boolesche Algebra kombinatorische Logik sequentielle Logik kurzer Exkurs technologische Grundlagen programmierbare logische Bausteine 1 Tri-State Ausgangslogik Ausgang eines

Mehr

Speicher (1) zur Realisierung eines Rechnerspeichers benötigt man eine Materie mit physikalischen Eigenschaften, die

Speicher (1) zur Realisierung eines Rechnerspeichers benötigt man eine Materie mit physikalischen Eigenschaften, die Speicher (1) Definition: Speichern ist die kurz- oder langfristige Änderung einer oder mehrerer physikalischer Eigenschaften einer Materie durch ein externes Ereignis. zur Realisierung eines Rechnerspeichers

Mehr

Rechnerorganisation. 1. Juni 201 KC Posch

Rechnerorganisation. 1. Juni 201 KC Posch .6.2 Rechnerorganisation. Juni 2 KC Posch .6.2 2 .6.2 Front Side Bus Accelerated Graphics Port 28 MHz Front Side Bus North Bridge RAM idge South Bri IDE USB PCI Bus 3 .6.2 Front Side Bus Front Side Bus

Mehr

F Programmierbare Logikbausteine

F Programmierbare Logikbausteine 1 Einordnung Ebene 6 Problemorientierte Sprache Ebene 5 Assemblersprache F Programmierbare Logikbausteine Ebene 4 Ebene 3 Ebene 2 Ebene 1 Betriebssystem ISA (Instruction Set Architecture) Mikroarchitektur

Mehr

Nichtflüchtige SRAM Speicher eine innovative Lösung für verlustleistungsarme autonome Sensorsysteme. Andreas Scade

Nichtflüchtige SRAM Speicher eine innovative Lösung für verlustleistungsarme autonome Sensorsysteme. Andreas Scade Nichtflüchtige SRAM Speicher eine innovative Lösung für verlustleistungsarme autonome Sensorsysteme Andreas Scade Inhalt 1. Was ist ein nvsram 2. Unterschied nvsram / Flash / EEPROM 3. nvsram Programmierung

Mehr

F. Technologische Grundlagen

F. Technologische Grundlagen F. Technologische Grundlagen F.1. Einordnung Bisher: - wenige Schaltkreise pro Chip, - feste Verdrahtung. Nun: - Generischer Schaltkreis, - Löschen & programmieren, - Umfangreiche Funktionalität, - Einstellbare

Mehr

Mini- Mikroprozessor-Experimentier-System. Version 1.0b vom :21. mit einem 8051-Mikrocontroller

Mini- Mikroprozessor-Experimentier-System. Version 1.0b vom :21. mit einem 8051-Mikrocontroller Mini- Mikroprozessor-Experimentier-System mit einem 8051-Mikrocontroller Version 1.0b vom 04.10.2004 14:21 Inhalt 1 Einleitung...3 2 Hardware...4 2.1 Übersicht...4 2.2 Mikrocontroller AT89C51RB2...5 2.3

Mehr

Der Mikrocontroller beinhaltet auf einem Chip einen kompletten Mikrocomputer, wie in Kapitel

Der Mikrocontroller beinhaltet auf einem Chip einen kompletten Mikrocomputer, wie in Kapitel 2 Der Mikrocontroller Der Mikrocontroller beinhaltet auf einem Chip einen kompletten Mikrocomputer, wie in Kapitel 1 beschrieben. Auf dem Chip sind die, ein ROM- für das Programm, ein RAM- für die variablen

Mehr

Mikrocontroller. eine Einführung. Florian Schmitt - 16.11.2010 1 / 34

Mikrocontroller. eine Einführung. Florian Schmitt - 16.11.2010 1 / 34 Mikrocontroller eine Einführung Florian Schmitt - 16.11.2010 1 / 34 Inhalt Was sind Mikrocontroller, wozu sind sie nützlich? Unterschiede und Gemeinsamkeiten mit dem PC Wie funktionieren Mikrocontroller

Mehr

Digitale Speicher I. Tabelle 1: Hexadezimales Zahlensystem

Digitale Speicher I. Tabelle 1: Hexadezimales Zahlensystem Digitale Speicher I Vorbesprechung Was ist ein Speicherbaustein? Ein Speicherbaustein ist ein elektronisches Bauteil in dem ein Programm oder Daten bzw. auch beides gespeichert werden können. Ein Programm

Mehr

Microcontroller Kurs. 08.07.11 Microcontroller Kurs/Johannes Fuchs 1

Microcontroller Kurs. 08.07.11 Microcontroller Kurs/Johannes Fuchs 1 Microcontroller Kurs 08.07.11 Microcontroller Kurs/Johannes Fuchs 1 Was ist ein Microcontroller Wikipedia: A microcontroller (sometimes abbreviated µc, uc or MCU) is a small computer on a single integrated

Mehr

Elektronischer Speicher

Elektronischer Speicher Halbleiterspeicher Halbleiterspeicher dient der zeitlich begrenzten oder unbegrenzten Aufbewahrung von Daten, Zuständen und Programmen in Form von digitalen Signalen. Der Begriff resultiert aus dem Grundwerkstoff

Mehr

Teil 2.3. Welche Hardware (Elektronik) benutzt ein Computer zum Speichern von Daten?

Teil 2.3. Welche Hardware (Elektronik) benutzt ein Computer zum Speichern von Daten? Speichern von Daten Teil 2.3 Welche Hardware (Elektronik) benutzt ein Computer zum Speichern von Daten? 1 von 23 Inhaltsverzeichnis 3... Speicher sind Wichtig! 4... Speicher Einheiten 7... Flüchtiger Speicher

Mehr

13 Programmierbare Speicher- und Logikbausteine

13 Programmierbare Speicher- und Logikbausteine 13 Programmierbare Speicher- und Logikbausteine Speicherung einer Tabelle (Programm) Read Only Memory (ROM) Festwertspeicher Nichtflüchtig Nichtlöschbar: ROM PROM bzw. OTP-ROM Anwender programmierbares

Mehr

Am Beispiel der SHARC-DSPs Jan Kiene

Am Beispiel der SHARC-DSPs Jan Kiene Besonderheiten von DSP-Architekturen Am Beispiel der SHARC-DSPs Jan Kiene Inhalt Digitale Signalverarbeitung (kurze Wdh) Anforderungen an DSPs Besonderheiten von DSP-Architekturen Die SHARC-DSPs von Analog

Mehr

Teil 1: Digitale Logik

Teil 1: Digitale Logik Teil 1: Digitale Logik Inhalt: Boolesche Algebra kombinatorische Logik sequentielle Logik kurzer Exkurs technologische Grundlagen programmierbare logische Bausteine 1 Tri-State Ausgangslogik Ausgang eines

Mehr

Besprechung des 7. Übungsblattes Speicheraufbau Speichertypen DRAM Speicherbelegung

Besprechung des 7. Übungsblattes Speicheraufbau Speichertypen DRAM Speicherbelegung Themen heute Besprechung des 7. Übungsblattes Speicheraufbau Speichertypen DRAM Speicherbelegung Besprechung des 7. Übungsblattes Aufgabe 4a Der eigentliche Sprung erfolgt in der MEM-Phase (4. Pipeline-Stufe),

Mehr

DIE EVOLUTION DES DRAM

DIE EVOLUTION DES DRAM DIE EVOLUTION DES DRAM Gliederung 1. Motivation 2. Aufbau und Funktionsweise 3. SDRAM 4. DDR SDRAM 5. DDR SDRAM Versionen 06.02.2018 Die Evolution des DRAM Folie 2 von 27 1. Motivation Motivation - Immer

Mehr

Entwurf von digitalen Schaltungen und Systemen mit HDLsundFPGAs

Entwurf von digitalen Schaltungen und Systemen mit HDLsundFPGAs Entwurf von digitalen Schaltungen und Systemen mit HDLsundFPGAs Einführung mit VHDL und SystemC von Prof. Dr.-Ing. Frank Kesel und Dr. Rüben Bartholomä 2., korrigierte Auflage Oldenbourg Verlag München

Mehr

Using FRAM memory in battery-less sensors

Using FRAM memory in battery-less sensors Using FRAM memory in battery-less sensors Marcel da Silva Institute of Embedded Systems ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften dasi@zhaw.ch Inhalt Wer wir sind Einführung / Motivation Was

Mehr

Mikrocontroller vs. Mikroprozessor 1/3

Mikrocontroller vs. Mikroprozessor 1/3 Mikrocontroller vs. Mikroprozessor 1/3 Kriterium Microprozessor Microcontroller Aufgaben Nur für Rechenaufgaben zuständig, I/O praktisch nur mit zusätzlichen Bausteinen Speicher GB-Bereich, erweiterbar,

Mehr

FPGA Field Programmable Gate Array im Unterschied zu anderen PLD-Architekturen.

FPGA Field Programmable Gate Array im Unterschied zu anderen PLD-Architekturen. FPGA Field Programmable Gate Array im Unterschied zu anderen PLD-Architekturen. Kasdaghli Ameni Inhalt. Die Klassifizierung von ASIC 2. Simple Programmable Logic Device SPLD 3. Complex Programmable Logic

Mehr

E Mikrocontroller-Programmierung

E Mikrocontroller-Programmierung E Mikrocontroller-Programmierung E Mikrocontroller-Programmierung E.1 Überblick Mikrocontroller-Umgebung Prozessor am Beispiel AVR-Mikrocontroller Speicher Peripherie Programmausführung Programm laden

Mehr

D. Programmierbare Logik

D. Programmierbare Logik D. Programmierbare Logik Bisher: - wenige Schaltkreise pro Chip, - feste Verdrahtung. Nun: - Generischer Schaltkreis, - Löschen & programmieren, - Umfangreiche Funktionalität, - Einstellbare Logikfunktionen,

Mehr

B Hauptspeicher und Cache

B Hauptspeicher und Cache und Cache 1. Begriffe 2. SRAM 3. DRAM 4. DRAM-Varianten: EDO-RAM, SDRAM, DDR-RAM, RAMBUS 5. Festwertspeicher: PROM, EPROM, EEPROM 6. Exkurs: Assoziativspeicher 7. Cache 1 und Cache Einordnung in das Schichtenmodell:

Mehr

B Hauptspeicher und Cache

B Hauptspeicher und Cache und Cache und Cache Einordnung in das Schichtenmodell: 1. Begriffe 2. SRAM 3. DRAM 4. DRAM-Varianten: EDO-RAM, SDRAM, DDR-RAM, RAMBUS 5. Festwertspeicher: PROM, EPROM, EEPROM 6. Exkurs: Assoziativspeicher

Mehr

1 Mikrocontroller. 1.1 Speicherarchitekturen bei uc. 1.2 Externer Speicher (Programm/Daten) Mikroprozessortechnik MFB. Speicher, Programmübertragung

1 Mikrocontroller. 1.1 Speicherarchitekturen bei uc. 1.2 Externer Speicher (Programm/Daten) Mikroprozessortechnik MFB. Speicher, Programmübertragung 1 Mikrocontroller... 1 1.1 Speicherarchitekturen bei uc... 1 1.2 Externer Speicher (Programm/Daten)... 1 2 Speichertechnologien... 2 2.1 RAM... 2 2.2 ROM... 2 2.3 PROM... 2 2.4 EEPROM... 2 2.5 Flash...

Mehr

Architekturen, Werkzeuge und Laufzeitumgebungen für eingebettete Systeme

Architekturen, Werkzeuge und Laufzeitumgebungen für eingebettete Systeme Farbverlauf Architekturen, Werkzeuge und Laufzeitumgebungen für eingebettete Systeme Embedded Systems Christian Hochberger Professur Mikrorechner Fakultät Informatik Technische Universität Dresden Nötiges

Mehr

Technische Grundlagen der Informatik

Technische Grundlagen der Informatik Technische Grundlagen der Informatik WS 2008/2009 13. Vorlesung Klaus Kasper WS 2008/2009 Technische Grundlagen der Informatik 1 Wiederholung Register Multiplexer Demultiplexer Halbleiterspeicher Statisches

Mehr

E Hauptspeicher und Cache

E Hauptspeicher und Cache und Cache 1. Begriffe 2. SRAM 3. DRAM 4. DRAM-Varianten: EDO-RAM, SDRAM, DDR-RAM, RAMBUS 5. Festwertspeicher: PROM, EPROM, EEPROM 6. Exkurs: Assoziativspeicher 7. Cache 1 und Cache Einordnung in das Schichtenmodell:

Mehr

E Hauptspeicher und Cache

E Hauptspeicher und Cache und Cache und Cache Einordnung in das Schichtenmodell: 1. Begriffe 2. SRAM 3. DRAM 4. DRAM-Varianten: EDO-RAM, SDRAM, DDR-RAM, RAMBUS 5. Festwertspeicher: PROM, EPROM, EEPROM 6. Exkurs: Assoziativspeicher

Mehr

Software ubiquitärer Systeme 2. Übung

Software ubiquitärer Systeme 2. Übung Software ubiquitärer Systeme 2. Übung http://ess.cs.unidortmund.de/de/teaching/ss2013/sus/index.html Christoph Borchert http://ess.cs.tu-dortmund.de/~chb AG Eingebettete Systemsoftware Informatik 12, TU

Mehr

Erweiterung von Adressraum und Bit Tiefe

Erweiterung von Adressraum und Bit Tiefe Erweiterung von Adressraum und Bit Tiefe Erweiterung des vorigen Beispiels ist offensichtlich: Vergrößerung des Adressraums (in der Größenordnung 2 n ): Füge eine Adressleitung hinzu und verdoppele die

Mehr

Autonome Mobile Systeme. Dr. Stefan Enderle

Autonome Mobile Systeme. Dr. Stefan Enderle Autonome Mobile Systeme Dr. Stefan Enderle 2. Mikrocontroller Einleitung Unterschied Controller / Prozessor: Speicher (RAM, Flash, Eprom) intern Viele I/Os (Digital, Analog) Bus-Unterstützung (Seriell,

Mehr

Syslogic White Paper pslc (Pseudo Single Level Cell): Was taugt die neue Flash-Technologie?

Syslogic White Paper pslc (Pseudo Single Level Cell): Was taugt die neue Flash-Technologie? Syslogic White Paper pslc (Pseudo Single Level Cell): Was taugt die neue Flash-Technologie? 1. Einleitung 2. Funktionsweise von NAND-Flash-Speichern 2.1 Allegemeine Funktionsweise von NAND-Flash-Speichern

Mehr

Einführung in die Welt der Microcontroller

Einführung in die Welt der Microcontroller Übersicht Microcontroller Schaltungen Sonstiges Einführung in die Welt der Microcontroller Übersicht Microcontroller Schaltungen Sonstiges Inhaltsverzeichnis 1 Übersicht Möglichkeiten Einsatz 2 Microcontroller

Mehr

Einleitung Architektur Schnittstellen Dateisysteme 3D XPoint im Vergleich Zusammenfassung Literatur. 3D XPoint. Patrick Wittke

Einleitung Architektur Schnittstellen Dateisysteme 3D XPoint im Vergleich Zusammenfassung Literatur. 3D XPoint. Patrick Wittke 3D XPoint Patrick Wittke Arbeitsbereich Wissenschaftliches Rechnen Fachbereich Informatik Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften Universität Hamburg 2015-06-07 Patrick Wittke 3D XPoint

Mehr

Technische Grundlagen der Informatik

Technische Grundlagen der Informatik Technische Grundlagen der Informatik WS 2008/2009 16. Vorlesung Klaus Kasper WS 2008/2009 Technische Grundlagen der Informatik 1 Inhalt Wiederholung: Gleitkommadarstellung Konstruktion Normalisierte /

Mehr

ATXMega32a4-Controllerboard

ATXMega32a4-Controllerboard RIBU ELEKTRONIK VERSAND Mühlenweg 6. 8160 Preding. Tel. 03172/64800. Fax 03172/64806 e-mail: office1@ribu.at. Internet: http://www.ribu.at ATXMega32a4-Controllerboard nur 51 x 23 mm groß mit Stiftleisten

Mehr

AVR-Mikrocontroller mit dem GCC programmieren

AVR-Mikrocontroller mit dem GCC programmieren AVR-Mikrocontroller mit dem GCC programmieren Mario Haustein Chemnitzer Linux User Group 10. Februar 2012 Mario Haustein (CLUG) AVR-Mikrocontroller 10. Februar 2012 1 / 21 1. Die Architektur 2. AVR in

Mehr

Speichermedien

Speichermedien Definition = alle Medien die Informationen/Daten aufnehmen oder zeitweise speichern Daten= Informationen die technische Geräte verarbeiten können Verschiedene Arten zu Speichern: USB-Sticks Speicherkarten

Mehr

Ein Vortrag von Kamal Laghmari im Fach: Technische Informatik

Ein Vortrag von Kamal Laghmari im Fach: Technische Informatik Vortrag über FPAA`s Ein Vortrag von im Fach: Technische Informatik Inhalt o Einführung in FPAA`s o Funktionsweise o Architektur o Switched Capacity (SC) o Entwicklungsmethoden o Anwendungsgebiete oausblick

Mehr

2. Halbleiterspeicher

2. Halbleiterspeicher 2. Halbleiterspeicher Speicher mit wahlfreiem Zugriff (Random Access Memory): Zu jeder Speicherstelle kann gleich schnell zugegriffen werden. Matrixförmige Anordnung von 1Bit Speicherzellen, jede Speicherzelle

Mehr

Prozessintegration und Bauelementearchitekturen

Prozessintegration und Bauelementearchitekturen Prozessintegration und Bauelementearchitekturen Einleitung Überblick über die Silicium-Technologie CMOS-Technik Bipolar und BiCMOS - Technik Speicher Grundlagen Dynamische Speicherzelle (DRAM) Statische

Mehr

MSP 430. Einführung. Was kann er? Hauptthemen. Wie sieht er aus? 64 / 100 polig. Was kann er? MSP 430 1

MSP 430. Einführung. Was kann er? Hauptthemen. Wie sieht er aus? 64 / 100 polig. Was kann er? MSP 430 1 MSP 430 Mixed Signal Microcontroller MSP 430 Einführung Der Mikrocontrollers MSP430 von Texas Instruments Das Entwicklungsboard MSP-STK 430A320 http://www.ti.com Texas Instruments 1 Texas Instruments 2

Mehr

Digitaltechnik. 6 Speicherelemente. Revision 1.4

Digitaltechnik. 6 Speicherelemente. Revision 1.4 Digitaltechnik 6 Speicherelemente A Revision 1.4 Übersicht Adressen Read-Only Memory ROM Random Access Memory RAM Datenbusse Caches Speicher Memory ROM: read-only memory RAM: random-access memory (besser

Mehr

Mikrocontroller. Vortrag von Louis Liedtke. 8. Dezember Fakultät Elektrotechnik und Informatik. Bild 1: Atmel ATmega8

Mikrocontroller. Vortrag von Louis Liedtke. 8. Dezember Fakultät Elektrotechnik und Informatik. Bild 1: Atmel ATmega8 Mikrocontroller Bild 1: Atmel ATmega8 Vortrag von 8. Dezember 2015 Gliederung 1. Begriffserklärung 2. Besondere Merkmale 3. Aufbau und Arbeitsweise 4. Programmierung 5. Nutzen 6. Fazit 2 1. Begriffserklärung

Mehr

Modul 304: Personalcomputer in Betrieb nehmen Thema: Speicher. Speicher / Memory V 1.0. Technische Berufsschule Zürich IT Seite 1

Modul 304: Personalcomputer in Betrieb nehmen Thema: Speicher. Speicher / Memory V 1.0. Technische Berufsschule Zürich IT Seite 1 Speicher / Memory V 1.0 Technische Berufsschule Zürich IT Seite 1 Einleitung: Der Speicher (engl. Memory) ist eine Kernfunktion in einem Rechner. Programme und Daten werden in Speichern abgelegt. Man spricht

Mehr

Arduino Nano. Hello World per LED On-Board LED (Pin D13) Beispiel: Arduino IDE / Beispiele / Basics / Blink 5 / 20

Arduino Nano. Hello World per LED On-Board LED (Pin D13) Beispiel: Arduino IDE / Beispiele / Basics / Blink 5 / 20 Inhalt Inbetriebnahme Arduino Nano Einführung I2C Bus Inbetriebnahme Real-Time-Clock DS1307 (I2C) Inbetriebnahme 4x 7-Segment Anzeige TM1637 Kombination RTC mit 7-Segment Anzeige => Uhr 2 / 20 Arduino

Mehr

Rechnerstrukturen Winter SPEICHER UND CACHE. (c) Peter Sturm, University of Trier 1

Rechnerstrukturen Winter SPEICHER UND CACHE. (c) Peter Sturm, University of Trier 1 9. SPEICHER UND CACHE (c) Peter Sturm, University of Trier 1 Inhalt Grundlagen Speichertypen RAM / ROM Dynamisches RAM Cache- Speicher Voll AssoziaNv n- Wege AssoziaNv Direct Mapping Beispiel: 8 Bit- Register

Mehr

Rechnernetze und Organisation

Rechnernetze und Organisation Memory 1 Übersicht Motivation Speicherarten Register SRAM, DRAM Flash Speicherhierarchie Cache Virtueller Speicher 2 Motivation Speicher ist zentraler Bestandteil eines Computers neben Prozessor CPU Computer

Mehr

Übersicht. 1. Was ist Flash Memory? 2. Wie funktioniert Flash Memory? Einordnung Vorteile, Nachteile. Spezielle Technologie Schreiben Lesen.

Übersicht. 1. Was ist Flash Memory? 2. Wie funktioniert Flash Memory? Einordnung Vorteile, Nachteile. Spezielle Technologie Schreiben Lesen. Übersicht 1. Was ist Flash Memory? Einordnung Vorteile, Nachteile 2. Wie funktioniert Flash Memory? Spezielle Technologie Schreiben Lesen Seite 2 Übersicht 3. Wo wird Flash Memory eingesetzt? Anwendungen

Mehr

ESP8266. Physik und Sensorik. System on Chip (SoC) für das Internet der Dinge (IoT)

ESP8266. Physik und Sensorik. System on Chip (SoC) für das Internet der Dinge (IoT) ESP8266 System on Chip (SoC) für das Internet der Dinge (IoT) 32-bit Microcontroller Wi-Fi Stack Diverse Schnittstellen (digital, pwm, analog, I2C, I2S, UART, ) Interface zu bis zu 16 Mbyte SPI Flash Speicher

Mehr

FPGA. Field Programmable Gate Array

FPGA. Field Programmable Gate Array FPGA Field Programmable Gate Array FPGA Was ist das? Das FPGA ist ein relativ neuer, programmierbarer Baustein, der zum Aufbau digitaler, logischer Schaltungen dient. Aufbau Ein FPGA besteht aus einzelnen

Mehr

ATXMega128/192/256a3- Controllerboard

ATXMega128/192/256a3- Controllerboard RIBU ELEKTRONIK VERSAND Mühlenweg 6. 8160 Preding. Tel. 03172/64800. Fax 03172/64806 e-mail:office1@ribu.at. Internet: http://www.ribu.at ATXMega128/192/256a3- Controllerboard nur 46 x 36 mm groß mit Stiftleisten

Mehr

Programmierung verteilter eingebetteter Systeme Teamprojekt Einführung und Grundlagen Teil 2

Programmierung verteilter eingebetteter Systeme Teamprojekt Einführung und Grundlagen Teil 2 Platzhalter für Bild, Bild auf Titelfolie hinter das Logo einsetzen Programmierung verteilter eingebetteter Systeme Teamprojekt Einführung und Grundlagen Teil 2 Stephan Rottmann, Ulf Kulau, Felix Büsching

Mehr

Überblick zum ESP32 mit Arduino. Helmut Tschemernjak Arduino-Hannover

Überblick zum ESP32 mit Arduino. Helmut Tschemernjak Arduino-Hannover Überblick zum ESP32 mit Arduino Helmut Tschemernjak Arduino-Hannover www.arduino-hannover.de Arduino Arduino Platinen Arduino UNO Microchip 8-bit AVR MCU ESP8266 Espressif WiFi Chip mit TCP/IP Tensilica

Mehr

Software ubiquitärer Systeme 2. Übung

Software ubiquitärer Systeme 2. Übung Software ubiquitärer Systeme 2. Übung http://ess.cs.uni-.de/de/teaching/ss2014/sus Christoph Borchert http://ess.cs.tu-.de/~chb AG Eingebettete System Informatik 12, TU Dortmund Überblick C++ Crashkurs

Mehr

Software ubiquitärer Systeme

Software ubiquitärer Systeme Software ubiquitärer Systeme Übung 2: C++ / MSP430 http://ess.cs.tu-.de/de/teaching/ss2016/sus/ Ulrich Gabor, Christoph Borchert http://ess.cs.tu-.de/~ug AG Eingebettete System Informatik 12, TU Dortmund

Mehr

einfache DRAMs sind heute nicht mehr erhältlich, sondern nur noch die schnelleren DRAM-Varianten...

einfache DRAMs sind heute nicht mehr erhältlich, sondern nur noch die schnelleren DRAM-Varianten... 3 DRAM (10) Vor-/Nachteile von DRAM-Bausteinen: periodischer Refresh erforderlich hohe Zugriffszeit von ca. 60 ns für das erste Datenwort, dank FPM kürzere Zugriffszeit von ca. 30 ns für folgende Datenworte

Mehr

Inhaltsverzeichnis 1 Ein-Bit-Rechner Mikrorechentechnik-Grundlagen Das Mikrocontrollersystem ein Überblick am Beispiel MSP430F1232

Inhaltsverzeichnis 1 Ein-Bit-Rechner Mikrorechentechnik-Grundlagen Das Mikrocontrollersystem ein Überblick am Beispiel MSP430F1232 Inhaltsverzeichnis 1 Ein-Bit-Rechner... 15 1.1 Rechenwerk... 15 1.1.1 Register und Takt... 16 1.1.2 Zwischenspeicher... 17 1.1.3 Native und emulierte Datenmanipulationsbefehle... 18 1.2 Steuerwerk... 20

Mehr

Datenspeicher oder Speichermedien. Lisa C.

Datenspeicher oder Speichermedien. Lisa C. Datenspeicher oder Speichermedien Lisa C. Datenträger und Massenspeichermedien Begriffserklärung : Speichermedien sind Gegenstände, die als Datenspeicher dienen: für Musik, Bilder, Sprache, Schrift, Film

Mehr

Klassifizierung der Halbleiterspeicher

Klassifizierung der Halbleiterspeicher Klassifizierung der Halbleiterspeicher Halbleiterspeicher nicht flüchtig flüchtig AM nicht löschbar OM POM löschbar EPOM EEPOM statisch AM dynamisch AM abei bedeuten die Abürzungen: OM AM POM EPOM EEPOM

Mehr

Vorlesung. Technologische Grundlagen der Informationsverarbeitung. Speicherung von Daten. Dipl.-Ing. Gert Martin

Vorlesung. Technologische Grundlagen der Informationsverarbeitung. Speicherung von Daten. Dipl.-Ing. Gert Martin Vorlesung Technologische Grundlagen der Informationsverarbeitung Speicherung von Daten Dipl.-Ing. Gert Martin Datenspeicherung Prinzipien: Magnetische Speicherung Halbleiterspeicher (Speicher mit elektronischen

Mehr

Enterprise Computing Einführung in das Betriebssystem z/os. Prof. Dr. Martin Bogdan Prof. Dr.-Ing. Wilhelm G. Spruth WS2012/13

Enterprise Computing Einführung in das Betriebssystem z/os. Prof. Dr. Martin Bogdan Prof. Dr.-Ing. Wilhelm G. Spruth WS2012/13 UNIVERSITÄT LEIPZIG Enterprise Computing Einführung in das Betriebssystem z/os Prof. Dr. Martin Bogdan Prof. Dr.-Ing. Wilhelm G. Spruth WS2012/13 Verarbeitungsgrundlagen Teil 4 Cache el0100 copyright W.

Mehr

Car on a Chip: Neue Steuergeräte-Architekturen mit Systems-on-Chip im Automobilbereich.

Car on a Chip: Neue Steuergeräte-Architekturen mit Systems-on-Chip im Automobilbereich. CoaCh Car on a Chip: Neue Steuergeräte-Architekturen mit Systems-on-Chip im Automobilbereich Olaf Spinczyk Horst Schirmeier Jochen Streicher Michael Engel Lehrstuhl XII AG Eingebettete Systemsoftware http://ess.cs.uni-dortmund.de/de/teaching/pgs/coach/

Mehr

Einführung in Computer Microsystems 8. Speicher, PLLs, Busse

Einführung in Computer Microsystems 8. Speicher, PLLs, Busse Einführung in Computer Microsystems 8. Speicher, PLLs, Busse Prof. Dr.-Ing. Sorin A. Huss Fachbereich Informatik Integrierte Schaltungen und Systeme SS 2009 Integrierte Schaltungen und Systeme Einführung

Mehr

Ergänzung: RAM und ROM. SS 2012 Grundlagen der Rechnerarchitektur Speicher 72

Ergänzung: RAM und ROM. SS 2012 Grundlagen der Rechnerarchitektur Speicher 72 Ergänzung: RAM und ROM SS 2012 Grundlagen der Rechnerarchitektur Speicher 72 Speichern eines Bits versus viele MB Wir wissen wie wir einzelne Bits speichern können (Erinnerung: Latches, Flip Flops) Mehrere

Mehr

Mikrocontroller von Markus Koch April 2011

Mikrocontroller von Markus Koch April 2011 Mikrocontroller von Markus Koch April 2011 Inhaltsverzeichnis 1 Was ist ein Mikrocontroller?...3 1.1 Einleitung...3 1.2 Aufbau...3 1.2.1 CPU...3 1.2.2 Speicher...3 RAM...3 ROM...4 1.2.3 Takt...4 1.2.4

Mehr