Eingebettete Systeme und Betriebssysteme Prinzipien und Komponenten Eingebetteter Systeme (PKES)
- wahlobligatorisch:
- CV-B 5; CV-I ab 5; CSE-B 5; IF-B 5; IF-I ab 5; INGIF-I ab 5; WIF-B 5; WIF-I ab 5
- 2 SWS V + 2 SWS Ü; ECTS : 5
Termine
| Veranstaltung | Zeit | Raum | Dozent |
|---|---|---|---|
| Vorlesung | Mi 11:00 - 13:00 | G22A-119 | Prof. Dr. Jörg Kaiser |
| Übungen | Mo 13:00 - 15:00 | G29-334 | Michael Schulze |
| Übungen | Di 15:00 - 17:00 | G29-334 | Michael Schulze |
Zugangsvoraussetzungen
- Vordiplom
- VL Technische Informatik II
Lehrinhalte
Momentan sind mehr als 5.000.000.000 Prozessoren weltweit im Einsatz. Davon is weniger als 1% 'sichtbar', d.h. werden als Prozessoren in PCs und Workstations genutzt. Die meisten der Prozessoren sind eingebettet, oft in einen Gegenstand unseres täglichen Lebens, wie z.B. Handys, Toaster, Armbanduhren, Autos, etc. Sie benötigen spezielle Funktionen, um mit ihrer Umwelt zu interagieren und haben strikte Beschränkungen was Speicher, Performance und Stromverbrauch angeht. Darüber hinaus muss die Software, die auf diesen Systemen abläuft, zuverlässig sein und rechtzeitig auf relevante Ereignisse reagieren können. Ziel der Vorlesung ist es, ein Verständnis der grundlegenden Probleme eingebetteter Systeme, die sich aus der Vorhersagbarkeit des Systemverhaltens und der Beschränkung von Ressourcen ergeben, zu vermitteln. Die Vorlesung behandelt dazu Konzepte, Techniken und Komponenten von eingebetteten Systeme.
- Komponenten eingebetteter Systeme:
- - Die Instrumentierungsschnittstelle: Sensoren und Aktoren
- - Architektur und Funktionseinheiten von Micro-Controllern
- Konzepte zur vorhersagbaren Ressourcenkontrolle:
- - Modelle vorhersagbarer Datenverarbeitung
- - Prozesse und Scheduling
- - Resourcenkontrolle und Synchronisation
- - Adaptive Mechanismen bei der Resourceneinplanung
- Grundlagen der Betriebssysteme für eingebettete Anwendungen:
- - Architektur von Betriebssystemen
- - Betriebssystemfamilien und Konfiguration
- - Prozesszustände und Interprozekommuniation
- Fallbeispiele für eingebettete Betriebssysteme
Vorlesungsfolien (im PDF-Format)
- Einführung
- Sensoren und Aktoren
- Micro-Controller
- Die analoge Schnittstelle
- Komponenten zum Zählen und zur Messung von Zeitparametern
- Grundlagen zuverlässiger fehlertoleranter Systeme
- Grundlagen der Echtzeitplanung 1
- Grundlagen der Echtzeitplanung 2
- Grundlagen der Echtzeitplanung 3
- Grundlagen der Echtzeitplanung 4
- Betriebssysteme für eingebettete Systeme und Betriebssysteme
Tutorial
Übung
Die Vorlesung und Übungen werden zusätzlich durch Veröffentlichungen, Paper und technische Dokumente unterstützt. Desweiteren ist auf der Seite Entwicklungsumgebung beschrieben, wie Ihr euch eine Entwicklungsumgebung auf eurem eigenen Rechner einrichtet.
Theoretische Übungsblätter
- 18.10.2010 (Abgabe 01.11.2010) 1. Aufgabenblatt
- 01.11.2010 (Abgabe 15.11.2010) 2. Aufgabenblatt
- 15.11.2010 (Abgabe 29.11.2010) 3. Aufgabenblatt
- 29.11.2010 (Abgabe 13.12.2010) 4. Aufgabenblatt
- 13.12.2010 (Abgabe 17.01.2011) 5. Aufgabenblatt
Praktische Übungsblätter
Hinweis: Änderung des Programmierens der R-Boards- 18.10.2010 (Abgabe 25.10.2010) 1. praktisches Aufgabenblatt
- 25.10.2010 (Abgabe 08.11.2010) 2. praktisches Aufgabenblatt
- 08.11.2010 (Abgabe 22.11.2010) 3. praktisches Aufgabenblatt
- 22.11.2010 (Abgabe 06.12.2010) 4. praktisches Aufgabenblatt
- 06.12.2010 (Abgabe 10.01.2011) 5. praktisches Aufgabenblatt
- 10.01.2011 (Abgabe 24.01.2011) 6. praktisches Aufgabenblatt
Empfohlene Literatur
- Michael Barr:
- "Programming Embedded Systems in C and C++", 1st ed, O'REILLY, January 1999
- Fred G. Martin:
- "Robotic Explorations", Prentice Hall, Inc.
- Lewin A. R. W. Edwards:
- "Open-Source Robotics and Process Control Cookbook", Elsevier, 2005
- Arnold S. Berger:
- "Embedded Systems Design", CMP Books, 2002
- John Catsoulis:
- "Embedded Hardware", 1st ed., O'REILLY, November 2002
- Matthias Kalle Dalheimer & Torsten Wilhelm
- "Praktische C++-Programmierung, O'REILLY, November 2003
Entsprechende weiterführende Literatur wird ebenfalls in der Vorlesung bekanntgegeben.