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Lehrende: Dr. Andreas Mäder
Veranstaltungsart:
Vorlesung
Anzeige im Stundenplan:
ES -VL
Semesterwochenstunden:
4
Credits:
4,0
Unterrichtssprache:
Deutsch
Min. | Max. Teilnehmerzahl:
- | 64
Kommentare/ Inhalte:
Eingebettete Systeme, wie z.B. Smartphones, Navigations-, Fahrerassistenz- und Heimautomatisierungssysteme,
sind zu einem festen Bestandteil des täglichen Lebens geworden. Kennzeichnend ist, dass das informationsverarbeitende System nur ein - allerdings essentieller - Bestandteil des Gesamtsystems ist
und trotz seiner Komplexität ggf. überhaupt nicht bewusst wahrgenommen wird.
Durch den jeweiligen Anwendungszweck ergeben sich typische Anforderungen an die Leistungsfähigkeit,
Zuverlässigkeit, Sicherheit, Vernetzung, aber auch an den Komfort und die Kosten des eingebetteten Systems.
Zusätzlich wird in vielen Fällen Echtzeitfähigkeit gefordert.
Diese Anforderungen können nur mit speziellen Spezifikations- und Entwurfsverfahren erfüllt werden.
Dabei müssen frühzeitig die Auswirkungen der zugrundeliegenden Hardware-Architektur bei der Entwicklung der eingebetteten Software berücksichtigt und das Zusammenspiel der Software mit der zugrundeliegenden Hardware hinsichtlich Performanz, Leistungsaufnahme, Energieeffizienz, Zuverlässigkeit und Robustheit analysiert werden.
In der Vorlesung werden die grundlegenden Modelle zur Spezifikation und zum Entwurf sowie zur Analyse von eingebetteten Systemen vorgestellt und an Beispielen erläutert. Themen der Vorlesung sind:
- Modellierung von Eingebetteten Systemen
- Domänenspezifische Sprachen und Berechnungsmodelle (Models of Computation)
- Hardware/Software-Codesign
- Echtzeitsysteme und Ablaufplanungsverfahren (Task-Scheduling)
- Performanzanalyse und Echtzeitaspekte
- Plattformbasierter Entwurf
- Analyse von Energieeffizienz und Leistungsaufnahme
In den Übungen werden einige dieser Themen durch praxisnahe Aufgaben mit Arduino-Microcontrollern sowie verschiedenen Sensoren und Aktoren vertieft.
Periodizität:
jährlich zum SS
Sprache:
Deutsch
Lernziel:
Ziel des Moduls ist es, ein methodisch-theoretisches Grundverständnis für den Entwurf und die Analyse
von eingebetteten Systeme zu legen (Vorlesung) und mit konkreten praxisnahen Anwendungskompetenzen
zu vertiefen (praktische Versuche in den Übungen).
Vorgehen:
Vorlesung mit begleitenden/integrierten Übungen. Umsetzen des Vorlesungsstoffes in Gruppenarbeit mit Arduino-Microcontrollern und verschiedenen Sensoren und Aktoren.
Literatur:
Peter Marwedel, Embedded System Design - Foundations of Cyber-Physical Systems,
Springer Verlag, 2011. ISBN: 978-94-007-0256-1 (Print) 978-94-007-0257-8 (Online).
http://link.springer.com/book/10.1007/978-94-007-0257-8
C. Haubelt, J. Teich, Digital Hardware/Software-Systeme - Spezifikation und Verifikation,
Springer Verlag, 2010. ISBN: 978-3-642-05355-9 (Print) 978-3-642-05356-6 (Online),
http://link.springer.com/book/10.1007%2F978-3-642-05356-6
Wayne Wolf, Computers as Components, Principles of Embedded Computing System Design,
Academic Press/Morgan Kaufmann, 2001.
Michael Margolis, Arduino Cookbook, O'Reilly Verlag, 2012/2014.
G. Schnell (Hrsg): Bussysteme in der Automatisierungstechnik, Vieweg Verlag, 1994.
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