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Hardware-Praktikum

Prof. Dr.-Ing. B. Wagner

Das Hardware-Praktikum wird gemeinschaftlich von den Instituten IMS/AS, ISE/RTS und ISE/SRA für Bachelor-Drittsemester der Informatik und der Technischen Informatik angeboten. Es gliedert sich in zwei Abschnitte: den Laborteil (betreut vom RTS) und den Miniprojektteil (IMS/AS, RTS und SRA betreuen jeweils ein anderes Miniprojekt).



Ansprechpartner

Sollten Sie Fragen zur Veranstaltung haben, die nicht auf dieser Website geklärt werden, ist Ihr erster Ansprechpartner Jan-Phillip Lange. Falls dennoch Fragen offen bleiben, wenden Sie sich bitte an Jan Michel Rotter

Organisatorisches

Zusammenfassung wichtiger Termine (Details siehe unten):

16.09.19, 8:00 Uhr, bis 29.09.19, 20:00 Uhr: Anmeldezeitraum zum Beitritt der Veranstaltung im Stud.IP.

bis spät. 07.10.19: Wünsche zu Durchführungsreihenfolge und Terminen der Studierenden der Technischen Informatik per Email an Jan Michel Rotter (Details siehe unten).

15.10.19, 8:30 Uhr: Einführungsveranstaltung mit Infos zum Ablauf (Anwesenheitspflicht!).

16.10.19, 8:00 Uhr bis 14:00 Uhr: Freie Gruppeneinteilung im Stud.IP.

17.10.19: Miniprojektwünsche der zweiten Blockgruppe per Email an Jan-Phillip Lange.

Abschnitt 1: Laborteil

Die drei Themengebiete Schutzmaßnahmen, Digitalschaltungen/-rechner und Übertragungsstrecken werden jeweils in einem vierstündigen Laborversuch behandelt. An drei im 14-tägigen Abstand aufeinander folgenden Terminen ist jeweils ein Versuch durchzuführen. Die Durchführung erfolgt in (selbstgewählten) festen Zweiergruppen. Die Materialen zur Vorbereitung und Versuchsdurchführung sind in Stud.IP nach der Anmeldung zum Hardware-Praktikum verfügbar. Vor jedem Versuch wird die Vorbereitung in einem kurzen Testat überprüft. Die Laborzeiten für das aktuelle Wintersemester sind dem Ablaufplan zu entnehmen. Alle Laborversuche finden in der Appelstr. 9A, 10. Etage, Raum 1009 statt.

Abschnitt 2: Miniprojektteil

Insgesamt werden drei verschiedene Miniprojekte angeboten, von denen eines auszuwählen und in einer (selbstgewählten) festen Vierergruppe durchzuführen ist. Die Themen der Miniprojekte sind FPGA-Prototyping (IMS/AS), Serviceroboter (RTS) und Minimax-Maschine (SRA). Die Beschreibungen der Miniprojekte finden Sie über die angegebenen Links auf den Internetseiten der betreuenden Institute. Die Miniprojektzeiten für das aktuelle Wintersemester sind dem Ablaufplan zu entnehmen. Die Miniprojekte finden im jeweils betreuenden Institut statt.

Ablauf

Am 15.10.2019 findet im Multimedia-Hörsaal (023) des Gebäudes 3703 ab 8:30 Uhr eine Einführungsveranstaltung zum Hardware-Praktikum statt. Diese Veranstaltung informiert über den Ablauf des Hardware-Praktikums. Im Rahmen der Einführungsveranstaltung erklären Sie per Unterschrift Ihren verbindlichen Anmeldewunsch für das Hardware-Praktikum. Ein Rücktritt von der Veranstaltung nach Beginn Ihres ersten Laborversuchs bzw. des Miniprojektes wird demnach als Fehlversuch gewertet; die Prüfungsleistung wäre in diesem Fall "nicht bestanden". Die verbindliche Anmeldung im Rahmen der Einführungsveransaltung ersetzt nicht die Online-Prüfungsanmeldung (15.11. - 30.11.19). Bitte beachten Sie, dass die Einführungsveranstaltung nicht der Eintragung in die Stud.IP-Gruppe oder Gruppeneinteilung dient. Diese erfolgt bereits früher (siehe unten)!

Im Wintersemester 2019/20 ist damit zu rechnen, dass die Zahl der Anmeldungen für das Hardware-Praktikum die tatsächliche Kapazität überschreitet. Die absolute Kapazität liegt bei 160 Plätzen. Laut Modulkatalog wird für die Teilnahme am Hardware-Praktikum der Besuch der Lehrveranstaltungen "Elektrotechnische Grundlagen der Informatik und Informationstechnik", "Grundlagen digitaler Systeme" sowie "Grundlagen der Rechnerarchitektur" empfohlen. Wenn sich mehr Studierende für das Hardware-Praktikum anmelden als Plätze verfügbar sind, erfolgt die Zulassung aufgrund der nachgewiesenen Studienfortschritte in diesen drei Lehrveranstaltungen. Sollten Sie die genannten Veranstaltungen bis zum Wintersemester 2019/20 noch nicht erfolgreich absolviert haben, empfehlen wir Ihnen, das Hardware-Praktikum zu einem späteren Zeitpunkt durchzuführen, da eine Teilnahme nicht garantiert werden kann. Falls die Zahl der Anmeldungen die Kapazität überschreitet, wird die Teilnahmeliste (nach Ablauf des Anmeldezeitraums) mit dem Prüfungsamt abgeglichen. Erstes Zulassungskriterium ist der erfolgreiche Abschluss der drei oben genannten Veranstaltungen. Zweites Kriterium ist der Eintragungszeitpunkt in der Stud.IP-Gruppe.

Im Folgenden ist der Ablauf für das Wintersemester 2019/20 detailliert beschrieben. Sollten dennoch Fragen offen bleiben, wenden Sie Sich bitte an Jan-Phillip Lange.

Das aktuelle Hardware-Praktikum findet in zwei Gruppen statt, die sich in der Durchführungsreihenfolge von Laborteil und Miniprojektteil unterscheiden. Das Bestehen des zuerst durchgeführten Teiles ist dabei notwendige Voraussetzung für die Durchführung des zweiten Teils. Gruppe 1 (Blöcke 1 bis 4) startet mit dem Laborteil und bearbeitet anschließend den Miniprojektteil. Gruppe 2 (Blöcke 5 bis 8) beginnt mit dem Miniprojektteil und wechselt danach in den Laborteil.

Laborteil

Der Laborteil besteht aus drei Laborversuchen und gilt als bestanden, wenn alle drei Laborversuche bestanden sind. Die Versuche werden in festen Zweiergruppen durchgeführt. Jeder Versuch beginnt mit einem Vortestat zur Überprüfung der Vorbereitung auf den Laborversuch. Es wird als Teamarbeit der Zweiergruppe ohne Hilfsmittel (z. B. Laborunterlagen, Taschenrechner, Laptop) bearbeitet. Das Bestehen des Testates ist notwendige Voraussetzung für das anschließende Durchführen des Versuches. Im Falle eines nicht bestandenen Testates ist damit auch der Laborversuch nicht bestanden. Während des Laborteiles darf insgesamt maximal ein Laborversuch wiederholt werden. Dafür wird ein separater Wiederholungstermin vereinbart. Das Nicht-Bestehen von insgesamt mehr als einem Laborversuch (oder auch das zweimalige Nicht-Bestehen desselben Versuches) führt zum Nicht-Bestehen des ganzen Laborteils.

Wichtige Informationen zum Laborteil

  • Bereiten Sie Sich gründlich auf jeden Laborversuch vor. Recherchieren Sie Ihnen nicht mehr genau bekannte Inhalte und Zusammenhänge selbständig anhand der entsprechenden Vorlesungen und Übungen aus den vorangegangenen Semestern. Die Inhalte der Lehrveranstaltungen "Grundlagen digitaler Systeme", "Elektrotechnische Grundlagen der Informatik und Informationstechnik" bzw. "Grundlagen der Rechnerarchitektur" werden vorausgesetzt.
  • Für Versuche, in denen Sie viele Messungen durchführen (Versuch 1: Schutz- und Messtechnik, Versuch 3: Übertragungsstrecken), erstellen Sie am besten vorab entsprechende Messtabellen. Für Versuch 1 bringen Sie die Tabellen in Papierform mit, da die Verwendung eines Laptops, Tablets etc. hier nicht zulässig ist. Für Versuch 3 dürfen Sie Ihren Laptop nutzen.
  • Für Versuche, für die digitale Schaltungen entworfen werden müssen (Versuch 2: Digitalschaltungen/-rechner), entwerfen Sie die Schaltung vor der Versuchsdurchführung und bringen alle (eigenen) Unterlagen mit, die Sie dafür verwendet haben (boolsche Logik, Zustandstabellen, Karnaugh-Diagramme, ggf. simulierte Schaltung). Das erleichtert das Finden von Fehlern während der Versuchsdurchführung. Für Versuch 2 dürfen Sie Ihren Laptop verwenden.
  • Das Verwenden und das Mitführen von Musterlösungen ist nicht erlaubt und führt zum sofortigen Nicht-Bestehen des aktuellen Laborversuches.
  • Nutzen Sie die Sprechstunde, um sich über die Versuchshardware zu informieren und den Betreuern Fragen zu stellen. Sie findet freitags von 10:00 Uhr bis 11:00 Uhr im Laborraum (Appelstr. 9A, 10. Etage, Raum 1009) statt, der erste Termin ist der 18.10.2019. Bitte haben Sie Verständnis dafür, dass das (zeitaufwändige) Aufbauen von Schaltungen während der Sprechstunde nicht möglich ist, da alle Teilnehmer eine Chance haben sollen, sich mit der Hardware vertraut zu machen. Allerdings spricht nichts dagegen, beispielsweise ein Oder-Gatter in Betrieb zu nehmen, kurz einen Körperstrom zu messen oder ein Sinussignal auf dem Oszilloskop darzustellen. Genau für diese grundlegenden praktischen Informationen ist die Sprechstunde gedacht.

Miniprojektteil

Die Miniprojekte werden in festen Vierergruppen (das FPGA-Prototyping in Zweiergruppen) durchgeführt. Die Organisation des jeweiligen Miniprojektes erfolgt vom betreuenden Institut. Jedes Miniprojekt startet mit einer Einführungsveranstaltung und endet mit einer Abschlussveranstaltung, die jeweils im betreuenden Institut stattfinden. Bei beiden Veranstaltungen besteht Anwesenheitspflicht: Abwesenheit führt zum Nicht-Bestehen des Miniprojektes.

Wichtige Informationen zum Miniprojektteil

  • Bereiten Sie sich gründlich vor. Recherchieren Sie Ihnen nicht mehr genau bekannte Inhalte und Zusammenhänge selbständig anhand der entsprechenden Vorlesungen und Übungen aus den vorangegangenen Semestern. Die Inhalte der Lehrveranstaltungen "Grundlagen digitaler Systeme", "Elektrotechnische Grundlagen der Informatik und Informationstechnik" bzw. "Grundlagen der Rechnerarchitektur" werden vorausgesetzt.
  • Das Verwenden und das Mitführen von Musterlösungen ist nicht erlaubt und führt zum sofortigen Nicht-Bestehen des Miniprojektes.

Termine

Laborteil

Die Laborversuche werden in 8 Blöcken angeboten. Jeder Block besteht aus drei Laborterminen, die im 14-tägigen Abstand zueinander liegen. Gegebenenfalls wird pro Laborgruppe maximal ein Nachholtermin angeboten, der bei Bedarf separat festgelegt wird. Die Laborversuche finden dienstags (08:15 - 12:15 Uhr) bzw. mittwochs (13:15 - 17:15 Uhr) in der Appelstr. 9A, 10. Etage, Raum 1009 statt.

Block Wochentag Zeit 1. Termin 2. Termin 3. Termin
B1 Dienstag 08.15 - 12.15 Uhr 22.10.2019 05.11.2019 19.11.2019
B2 Mittwoch 13.15 - 17.15 Uhr 23.10.2019 06.11.2019 20.11.2019
B3 Dienstag 08.15 - 12.15 Uhr 29.10.2019 12.11.2019 26.11.2019
B4 Mittwoch 13.15 - 17.15 Uhr 30.10.2019 13.11.2019 27.11.2019
B5 Dienstag 08.15 - 12.15 Uhr 10.12.2019 07.01.2020 21.01.2020
B6 Mittwoch 13.15 - 17.15 Uhr 11.12.2019 08.01.2020 22.01.2020
B7 Dienstag 08.15 - 12.15 Uhr 17.12.2019 14.01.2020 28.01.2020
B8 Mittwoch 13.15 - 17.15 Uhr 18.12.2019 15.01.2020 29.01.2020

Ihre Laborzeiten bestimmen Sie selbst, indem Sie sich nach Ende des Anmeldezeitraums in Stud.IP in eine der zwölf Laborgruppen Ihres bevorzugten Blockes eintragen. Zugleich legen Sie durch Auswahl eines Blocks fest, in welcher Reihenfolge Sie Laborteil und Miniprojektteil bearbeiten. Die Teilnehmer der Blöcke 1 bis 4 starten mit dem Laborteil, die Teilnehmer der Blöcke 5 bis 8 absolvieren zuerst den Miniprojektteil. Die Gruppennummer gibt an, in welcher Reihenfolge Sie die Laborversuche durchführen. Mit der Auswahl einer bestimmten Laborgruppe legen Sie also auch Ihre Versuchsreihenfolge fest. Die Zuordnung von Gruppen zur Versuchsreihenfolge ist nachfolgend angegeben. Dabei ist der Versuch 1: Schutz- und Messtechnik mit V1 abgekürzt, der Versuch 2: Digitalschaltungen/-rechner mit V2 und der Versuch 3: Übertragungsstrecken mit V3.

Gruppen 1. Termin 2. Termin 3. Termin
1, 2, 3, 4 V1 V2 V3
5, 6, 7, 8 V2 V3 V1
9, 10, 11, 12 V3 V1 V2

Wenn Sie beispielsweise zuerst das Miniprojekt absolvieren möchten, Labortermine mittwochs nachmittags beginnend am 11.12.2019 bevorzugen und im Anschluss an das Miniprojekt mit dem Versuch Digitalschaltungen/-rechner (V2) starten möchten, wählen Sie in Stud.IP die Laborgruppe B6.5, B6.6, B6.7 oder B6.8 aus (sofern noch Plätze frei sind).

Miniprojektteil

Die Miniprojekte finden in den Zeiträumen vom 21.10.19 bis zum 06.12.19 und vom 09.12.19 bis zum 31.01.20 statt. Details entnehmen Sie bitte der unten stehenden Tabelle. Die Miniprojekte werden in Vierergruppen durchgeführt. Die Organisation jedes Miniprojektes erfolgt durch das betreuende Institut. Die Ansprechpartner sind in der nachfolgenden Tabelle angegeben und können unter den obenstehenden Links nachgeschlagen werden. Jedes Miniprojekt startet mit einer Einführungsveranstaltung und endet mit einer Abschlussveranstaltung, die jeweils im betreuenden Institut stattfinden. Bei beiden Veranstaltungen besteht Anwesenheitspflicht: Abwesenheit führt zum sofortigen Nicht-Bestehen des Miniprojektes. Im Folgenden die Projektzeiten in Abhängigkeit der Laborblöcke:

Miniprojekt Institut Betreuung Blöcke Regelmäßige Termine Einführungsveranstaltung Abschlussveranstaltung
A: Serviceroboter RTS Jan Michel Rotter B5-B8 freie Zeiteinteilung 23.10.19, 13 Uhr tbd
Appelstr. 9A, 10. Etage, Raum 1005 Appelstr. 9A, 10. Etage, Raum 1009
A: Serviceroboter RTS Jan Michel Rotter B1-B4 freie Zeiteinteilung 10.12.19, 10 Uhr tbd
Appelstr. 9A, 10. Etage, Raum 1005 Appelstr. 9A, 10. Etage, Raum 1009
B: Minimax SRA Daniel Kiechle B5-B8 nach Absprache 21.10.19, 13 Uhr tbd
Appelstr. 4, 1. Etage, Raum 135 Appelstr. 4, 1. Etage, Raum 135
B: Minimax SRA Daniel Kiechle B1-B4 nach Absprache 09.12.19, 13 Uhr tbd
Appelstr. 4, 1. Etage, Raum 135 Appelstr. 4, 1. Etage, Raum 135
C: FPGA IMS/AS Niklas Rother B5-B8 06.11.2019 bis 27.11.2019 (immer mittwochs 9-13 Uhr) 23.10.2019, 9-10 Uhr tbd
Appelstr. 4, 3. Etage, Raum 335 Appelstr. 4, 3. Etage, Raum 335
C: FPGA IMS/AS Niklas Rother B1-B4 08.01.2020 bis 29.01.2020 (immer mittwochs 9-13 Uhr) 18.12.2019, 9-10 Uhr tbd
Appelstr. 4, 3. Etage, Raum 335 Appelstr. 4, 3. Etage, Raum 335

Anmeldung

Allgemeines und Laborteil

Die Anmeldung zum Hardware-Praktikum erfolgt in Stud.IP und ist im Zeitraum vom 16.09.2019, 8:00 Uhr, bis zum 29.09.2019, 20:00 Uhr, möglich. Auf Grundlage der Teilnehmerliste aus der Stud.IP-Gruppe wird eine Anmeldeliste erstellt, auf welcher Sie per Unterschrift verbindlich Ihre Teilnahme an der Lehrveranstaltung zusichern. Die verbindliche Anmeldung erfolgt im Rahmen der Einführungsveranstaltung. Bitte beachten Sie, dass dies die Online-Prüfungsanmeldung nicht ersetzt. Die freie Gruppeneinteilung wird erst nach Ende des Anmeldezeitraums freigeschaltet. Sie können sich am 16.10.2019 im Zeitraum von 8:00 Uhr bis 14:00 Uhr, in die gewünschte Laborgruppe eintragen, um damit die Reihenfolge Laborteil/Miniprojektteil und die Versuchsreihenfolge zu bestimmen. Sprechen Sie sich mit ihrem Laborpartner ab und tragen Sie sich in dieselbe Laborgruppe ein.

  • Sollten Sie die Laborgruppe wechseln wollen, achten Sie bitte darauf, sich aus der alten Laborgruppe auszutragen. Damit vermeiden Sie Mehrfacheinträge, die die Auswahlmöglichkeiten Ihrer Kommilitonen unnötig einschränken. Die Organisatoren des Hardware-Praktikums behalten sich vor, alle Mehrfacheinträge einer Person bis auf einen willkürlich bestimmten Eintrag zu löschen.
  • Wenn Sie sich in keine Gruppe eintragen, werden Laborpartner, Laborzeiten, Projektteil- und Versuchsreihenfolge durch die Organisatoren festgelegt.
  • Aus organisatorischen Gründen sind geringfügige Änderungen an der Gruppenauswahl möglich.

Bitte beachten Sie die oben genannten Hinweise zur Teilnahme am Hardware-Praktikum. Eine Eintragung Ihrerseits in die Stud.IP-Gruppe des Hardware-Praktikums stellt zunächst keine Zulassung für die Durchführung der Veranstaltung dar! Sie werden nach dem Anmeldezeitraum darüber informiert, ob die Zulassung auf Grundlage der jeweiligen Studienfortschritte erfolgen muss oder nicht.

Studierende der Technischen Informatik sind in ihrer Auswahl der Laborblöcke durch parallel stattfindende Drittsemester-Pflichtveranstaltungen eingeschränkt. Sie können vor Beginn der freien Gruppeneinteilung (bis 07.10.2019) per Email bei Jan Michel Rotter unter Angabe von Name, Matrikelnummer und Laborpartner einen Wunsch für die Durchführungsreihenfolge (zuerst Labor, dann Miniprojekt oder andersherum) sowie einen passenden Labortermin (immer dienstags 8:15 - 12:15 Uhr ODER immer mittwochs 13:15 - 17:15 Uhr) äußern. Bitte beachten Sie, dass sich (anders als in den Vorjahren) alle Studierenden der Technischen Informatik während des Anmeldezeitraums selbst in die Stud.IP-Veranstaltung eintragen müssen. Die Email-Voranmeldung entfällt; es werden wie beschrieben lediglich Wünsche entgegen genommen, die (sofern eine Zulassung zur Veranstaltung gewährt wird) Beachtung finden.

Miniprojektteil

Die Auswahl der Miniprojekte erfolgt durch selbständiges Zusammenfinden in Vierergruppen und Abgabe der gemeinschaftlich abgestimmten Miniprojektwünsche (Erst- bis Drittwunsch). Bei Überbelegung eines oder mehrerer Miniprojekte entscheidet das Los. Dabei versuchen die Organisatoren, möglichst viele Erst- und Zweitwünsche zu erfüllen. Teilnehmer der ersten Blöcke tragen sich in Miniprojekt-Wunschlisten ein, die im Zeitraum vom 19.11.2019 bis zum 27.11.2019 während der Laborversuche ausliegen. Teilnehmer der zweiten Blockhälfte senden die Namen ihrer Miniprojektpartner und die gemeinsamen Miniprojektwünsche am 17.10.2019 per Email an Jan-Phillip Lange. Dabei muss jeder Miniprojektteilnehmer seine Projektpartner- und Miniprojektwünsche separat in einer Email äußern, die Wunschabgabe für andere Personen ist nicht möglich.

  • Aus organisatorischen Gründen werden vollständige Vierergruppen bei der Miniprojektvergabe bevorzugt behandelt.
  • Die zeitliche Reihenfolge des Listeneintrags bzw. der Wunschabgabe hat keinen Einfluss auf die Miniprojektauslosung.