Inhalt
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.
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).
