Eingebettete Systeme und Echtzeitsysteme

Einführung: in das Engineering von Mikroprozessor-basierten Eingebetteten
Systemen, Embedded Co-Design, Entwicklungsprozesse, Ressourcenbedarf und
Toolchain
Merkmale von reaktiven Systemen: Definition von gedächtnislosen und
dynamischen reaktiven Systemen. Klassifikation von Eingebetteten Systemen,
reaktiven Systemen und Echtzeitsystemen. Eigenschaften von hybriden und
verteilten Embedded Systemen.
Sensoren und Aktoren: Bedeutung und Integration von Sensoren und Aktoren
in Eingebetteten Systemen und deren Klassifikation.
Hardware-Architekturen für Echtzeitsysteme: Verständnis der
Hardwarevoraussetzungen für Eingebettete Systeme mit harten
Echtzeitanforderungen: Nachteile von Speicherhierarchien und spekulativer
Programmausführung in Echtzeitsystemen, zentrale Prioritätensteuerung bei
Interrupts, Nachteile von festen Prioritäten, Funktionsweise von Echtzeit-
Ausgabeeinheiten und Ruhebetrieb, Hardwarearchitekturen von ARMProzessoren.
Bussysteme: Eignung unterschiedlicher Systembusse für Echtzeitsysteme:
Prozessor-unabhängiger Systembus und entkoppelter Bus am Beispiel des
Advanced High-Performance-Busses und des Advanced-Peripheral-Busses
sowie am Beispiel des PCI und PCI-Express.
SPI-Bus: Topologie, Hardware und HAL zur Anbindung von Sensoren und
Aktoren an einen Mikrokontroller (mit Laborprojekt).
Universal Serial Bus (USB): Topologie, Hardware, elektrisches Interface,
Codierung, Transfer-Mode, Geräte-Klassen, Device-Konfiguration (mit
Laborprojekt).
Echtzeitkommunikation (Feldbusse): Feldbusse am Beispiel des
CAN/CANopen, FlexRay und Profibus (mit Laborübung).
Echtzeitsysteme: Abgrenzung harter und weicher Echtzeit, Planungsverfahren
um zeitgerecht zu reagieren, Betrachtungen von temporalen Parametern und
Worst- Case-Szenarien. Scheduling-Verfahren für Echtzeitsysteme.
Echtzeitbetriebsysteme: Die Softwareentwicklung von Echtzeitsystemen wird
am Beispiel von Windows CE, RTLinux, VxWorks und QNX erläutert und in