Entwurf und Programmierung Eingebetteter Systeme (Wintersemester 2005/2006)

Dozent: Dr.-Ing. Armin Zimmermann
Website zum Kurs: http://www.dcl.hpi.uni-potsdam.de/teaching/EPES05

Allgemeine Information

• Semesterwochenstunden: 4
• ECTS: 6
• Benotet: Ja
• Einschreibefrist: 09.11.2005
• Lehrform:
• Belegungsart: Wahlpflichtmodul

Studiengänge

• IT-Systems Engineering MA

Beschreibung

Ein wichtiger Bestandteil von immer mehr Geräten des täglichen Lebens sind eingebettete Rechner. Wichtige Anwendungsfelder sind beispielsweise Automobil- und Produktionstechnik. Die Verbindung mit einem technischen Prozess oder seine Steuerung erfordert dabei die rechtzeitige und zuverlässige Reaktion auf die Umwelt. In der Vorlesung werden Konzepte von eingebetteten und Echtzeit-Systemen sowie dafür geeigneter Betriebssysteme behandelt. Vorteilhaft sind Vorkenntnisse aus den Bereichen Betriebssysteme, Softwareengineering/Softwarekonstruktion und Systemmodellierung.

 

o Entwurf

o Besonderheiten des Systementwurfs, Soft- und Hardwarearchitektur

o Modellierung (RealTime-UML, Petri-Netze)

o Performancemaße und Bewertung (RMA, stochastische Petri-Netze, Simulation)

o Betriebssysteme

o Eigenschaften und Besonderheiten für eingebettete Systeme

(Scheduling, Resourcenverwaltung, Zeitdienste, Prozesse, Synchronisation,

Interrupts und Exceptions, Echtzeitkommunikation)

o Beispiele: Windows CE, RT-Linux

o Programmierung

o Besonderheiten, hardwarenahe Programmierung

o Programmiersprachen (Ada, embedded C/C++, Real-Time Java)

o Exkursion (geplant: autonomer Flugroboter)

 

Praktikum

Während des Semesters wird von den Studierenden in Gruppen jeweils ein eingebettetes System entworfen und implementiert. Das Thema wird in Absprache mit den Vorlesenden festgelegt bzw. aus Vorschlägen ausgewählt. Dazu werden die am HPI vorhandenen Versuchsaufbauten (z.B. Sensornetzwerk, Fischertechnik-Fabrik, intelligentes Haus, Hau-den-Lukas, Mikrocontroller, SPS, Lego Mindstorms, etc) eingesetzt und falls nötig erweitert. Eine Lösung für das gewählte Beispiel wird entworfen und anschließend implementiert.

Literatur

Genauere Hinweise dazu in der Lehrveranstaltung.

o Computers as Components - Principles of Embedded Computing System Design.

Wayne Wolf, Morgan Kaufmann Publishers 2001

o Software Engineering for Real-Time Systems. Jim Cooling, Addison Wesley 2003.

o Real-Time UML. Bruce P. Douglass, Addison-Wesley 1998.

o Real-Time Systems. Jane Liu, Prentice-Hall 2000.

o Real-Time Systems. Hermann Kopetz, Kluwer Academic Publishers.

o An Embedded Software Primer. David Simon, Addison-Wesley 1999.

o Programming Embedded Systems in C and C++. Michael Barr, O´Reilly 1999.

o Stochastic Petri Nets - An Introduction to the Theory. Falko Bause und Pieter Kritzinger Vieweg Verlag 2002.

Lern- und Lehrformen

In der Vorlesung wird der Lernstoff in üblicher Form präsentiert. Während der Projektarbeit in Gruppen mit ungefähr drei Studierenden wird ein eingebettetes System selbständig implementiert.

Leistungserfassung

Jede Gruppe berichtet jeweils in einer Zwischen- und einer Abschlusspräsentation über ihre Ergebnisse und verfasst zum Ende des Semesters eine Beschreibung ihrer Lösung. Eine mündliche Prüfung bildet den Abschluss der Lehrveranstaltung.

In die Benotung gehen die Präsentationen und der Bericht zusammen mit 30% und die mündliche Prüfung mit 70% ein. Es werden 6 Leistungspunkte vergeben, wenn jedes Teilergebnis mindestens mit "ausreichend" bewertet wurde.

Termine

Vorlesung wöchentlich Mi 13:30 - 15:00 HPI B-E.2

Vorlesung/Praktikum wöchentlich Mi 15:15 - 16:45 HPI B-E.2

Beginn jeweils am 19.10.2005.

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