E-Learning Kurs Einführung in serielle Bus-Systeme
Inhalte
E-Learning Grundbegriffe (45 min)
- Motivation (der Begriff Bus, Anwendungsgebiete, Echtzeit, serielle vs. parallele Übertragung)
- Übertragungsstrecke (simplex/duplex, Bitrate, Baudrate, Taktsignal, Kommunikationsmodelle, Latenzzeit, Nutz- und Steuerdaten)
- Protokoll (Aufbau, Prinzipien, Protokollstapel)
- Systembausteine (Router, Gateway, Switch und Repeater)
E-Learning OSI-Modell (25 min)
- Motivation, Funktionsweise und grundlegender Modellaufbau
- Transportorientierte Schichten und deren Aufgaben
- Anwendungsorientierte Schichten und deren Aufgaben
E-Learning Grundbegriffe Physical Layer (35 min)
- Verschiedene Arten von Übertragungsmedien
- Grundaufbau und Beispiele von Steckverbindern
- Binäre Darstellung (Endianness, Bitwertigkeit und verschiedene Codierungen)
E-Learning Grundbegriffe Data Link Layer (40 min)
- Kommunikationsablauf: Synchrone und asynchrone Datenübertragung, Kommunikationsformen und Topologien
- Möglichkeiten für eine sichere Datenübertragung, z.B. Paritätsbit
- Verschiedene Buszugriffsverfahren
E-Learning CRC-Checksumme (25 min)
- Verwendung und Definition
- Erklärung des Generatorpolynoms
- Berechnung der CRC-Checksumme anhand von zwei Beispielen
Ziele
Ziel dieses Kurses ist es, die Lernenden in alle wichtigen Grundbegriffe für das Thema serielle Bus-Systeme einzuführen.
Der Kurs bietet Basiswissen für alle, die neu im Bereich der Bus-Systeme sind. Er ist für alle geeignet, die sich mit bestimmten Bus-Systemen vertraut machen wollen und sich dafür die nötigen Grundlagen aneignen möchten.
Wir empfehlen diesen Kurs insbesondere für alle Mitarbeiter, die in der Entwicklung von Embedded Systemen arbeiten, sofern diese Embedded Systeme interne oder externe Schnittstellen aufweisen.
Trailer
Einblicke
Inhalt des Kurses
Was sind serielle Bus-Systeme?
Serielle Bus-Systeme werden auch häufig als Feldbusse bezeichnet. Dabei handelt es sich um eine Art, den Datenaustausch zwischen Geräten oder Sensoren und Empfängern zu organisieren. Hierbei läuft die Kommunikation seriell über nur wenige Leitungen. Damit es einheitliche Infrastrukturen für Datenübertragungen gibt, wurden verschiedene Kommunikationsstandards entwickelt. Bekannte Beispiele sind Ethernet, CAN (Controller Area Network), MOST (Media Oriented Systems Transport), FlexRay, SENT (Single Edge Nibble Transmission) oder Bluetooth.
Wozu braucht man serielle Bus-Systeme?
Serielle Bus-Systeme werden in den unterschiedlichsten Bereichen für die Datenkommunikation eingesetzt, nicht zuletzt in der Automobiltechnik. Aber auch zum Beispiel für die Kommunikation zwischen verschiedensten technischen Geräten innerhalb von Flugzeugen oder zur Kommunikation in Medizingeräten werden sie angewendet. Dadurch, dass die Komplexität und die Funktionalität von Technik, Maschinen und Geräten mit der Zeit immer mehr ansteigt, werden serielle Bus-Systeme immer wichtiger.
Wie hängen serielle Bus-Systeme mit Embedded Systemen zusammen?
Embedded Systeme sind eine spezifische Elektronik inklusive Software. Sie werden zur Ansteuerung von Geräten verwendet und arbeiten verborgen für die Nutzenden. Wenn Embedded Systeme vernetzt werden müssen, geschieht dies meistens über Bus-Systeme.
Embedded Systeme interagieren mit ihrer Umgebung. Serielle Busse werden z.B. für die Datenübertragung von Sensoren hin zu Steuergeräten oder anderen Embedded Systemen benötigt. Auch die Aktoren, die durch Embedded Systeme angesteuert werden sind häufig über serielle Bus-Systeme angebunden. Zudem werden Embedded Systeme über serielle Bus-Systeme untereinander vernetzt, wie es beim Boardnetz im Auto der Fall ist, oder sie werden über Busse an PCs angebunden.
Was können Sie in diesem E-Learning der Embedded Academy zu seriellen Bus-Systemen lernen?
Dieser Kurs ist dazu gedacht, Sie in wichtige Grundbegriffe rund um das Thema serielle Bus-Systeme einzuführen. Es werden Begriffe erklärt, welche die Hardware und Software betreffen.
Der Fokus des ersten E-Learnings liegt auf sehr allgemeinen Grundbegriffen, die bei den meisten Bus-Systemen relevant sind. Zum Beispiel werden die Begriffe Bitrate, Baudrate, Latenzzeit, Taktsignal und Router erklärt oder auch was überhaupt ein Protokoll und ein Protokollstapel ist. Zu Beginn des E-Learnings wird auf typische Anwendungsgebiete serieller Bus-Systeme und deren Vorteile gegenüber anderen Systemen beschrieben.
Das zweite E-Learning befasst sich mit dem OSI-Modell, das ein Referenzmodell für Kommunikationssysteme und Protokolle darstellt. Für Bus-Systeme sind vor allem zwei Bestandteile dieses Modells relevant: der sogenannte Physical Layer und Data Link Layer.
Darauf werden die nächsten beiden E-Learnings aufgebaut. In einem der beiden werden Grundbegriffe aus dem Physical Layer und im anderen aus dem Data Link Layer behandelt.
Das letzte E-Learning dient als Ergänzung. Darin wird das Grundprinzip erklärt, wie die CRC-Checksumme (Zyklische Redundanzprüfung bzw. Cyclic Redundancy Check) berechnet wird.
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