Embedded Systems

Modellierung und Analyse von Eingebetteten Systemen

Dozent Oliver Bring­mann
Head
Oliver Bring­mann

Vor­lesung Mi, 10 c.t. - 12 Uhr, Erste Vor­lesungstunde: 16.10.2024
Raum: A301
Übungsleitung Alexan­der Jung
Re­searcher
Alexan­der Jung

Übungs­gruppe Mi, 12 s.t. - 14 Uhr
Raum: A301
Um­fang 6 LP (2 SWS)
Kur­sart Vor­lesung + Übung
Mod­ul­num­mer IN­FO4311
Ein­trag im Kurskat­a­log Alma
Lern­plat­tform Ilias

Beschrei­bung

Ein­bet­tete Sys­teme, wie z.B. Smart­phones, Nav­i­ga­tions-, Fahreras­sis­tenz- und Heimau­toma­tisierungssys­teme haben im let­zten Jahrzehnt die Veränderun­gen in der Daten-, Kom­mu­nika­tions- und Au­to­mo­bil­tech­nik stark geprägt und sind zu einem fes­ten Be­standteil des täglichen Lebens gewor­den. Die damit ver­bun­de­nen steigen­den An­forderun­gen nach Leis­tungsfähigkeit, Kom­fort, Zu­verlässigkeit und Sicher­heit führen zu einer wach­senden Kom­plexität und Ver­net­zung einge­bet­teter Sys­teme, die neue Spez­i­fika­tions- und En­twurfsver­fahren bedürfen. 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 dieser Vor­lesung wer­den die ak­tuellen Forschungs- und En­twick­lungstrends im En­twurf einge­bet­teter Sys­teme aufgezeigt, um die Studieren­den frühzeitig an ein Thema mit hoher In­dus­tri­erel­e­vanz her­anzuführen, wobei sowohl the­o­retis­ches Ba­siswis­sen als auch domänen­spez­i­fis­che An­wen­dungskom­pe­ten­zen ver­mit­telt wer­den.

Qual­i­fika­tion­sziele

Dieses Modul ver­setzt die Studieren­den in die Lage, einge­bet­tete Sys­teme zu en­twick­eln und Spez­i­fika­tion­stech­niken für Einge­bet­tete Sys­teme miteinan­der zu ver­gle­ichen und wer­den mit für Wis­senschaft und Wirtschaft rel­e­van­ten Prob­lem­stel­lun­gen aus dem Bere­ich Einge­bet­teter Sys­teme kon­fron­tiert. Die Studieren­den ken­nen die the­o­retis­chen Ansätze zur Mod­el­lierung und Analyse von einge­bet­teter Soft­ware unter Berück­sich­ti­gung von Tasksched­ul­ing, Pri­oritäten­in­ver­sion, Kom­mu­nika­tion­saufwand sowie der Einflüsse der Hard­ware-Ar­chitek­tur und können diese auf un­ter­schiedliche prak­tis­che Prob­lem­stel­lun­gen im En­twurf von einge­bet­teten Soft­waresys­te­men an­wen­den. Die Übun­gen wer­den von den Studieren­den in kleinen Grup­pen selb­stständig bear­beitet und durch Vorführung der erziel­ten Ergeb­nisse Selb­st­be­wusst­sein, rhetorische Fähigkeiten und Kri­tikfähigkeit trainiert.

The­men dieser Vor­lesung sind:

  1. Einführung in die Mod­el­lierung von Einge­bet­teten Sys­te­men
  2. En­twick­lungsmethodik
  3. Mod­el­lierung
  4. Plat­tform­basierter En­twurf und Vir­tual Pro­to­typ­ing
  5. Per­for­man­z­analyse
  6. Echtzeit­be­trieb­ssys­teme und Sched­ul­ing
  7. Antwortzei­t­analyse
  8. Analyse von En­ergieef­fizienz und Leis­tungsauf­nahme
  9. Net­zw­erke für einge­bet­tete Sys­teme
  10. Mod­erne En­twick­lungsmeth­o­den im Au­to­mo­tiven Bere­ich am Beispiel AU­TOSAR

In den Übun­gen wer­den einige dieser The­men durch selb­stständige Bear­beitung entsprechen­der Prob­leme ver­tieft.

Be­merkung

Die Or­gan­i­sa­tion der Übun­gen findet in der er­sten Vor­lesungstunde statt.

Vo­raus­set­zun­gen

Lit­er­atur

  • O. Bring­mann, W. Lange, M. Bog­dan: Einge­bet­tete Sys­teme: En­twurf, Syn­these und Edge AI; De Gruyter Old­en­bourg, 4. übe­rar­beit­ete Au­flage, 2022.
  • P. Mar­wedel. Einge­bet­tete Sys­teme. Springer, 2007.
  • C. Haubelt, J. Teich: Dig­i­tale Hard­ware/Soft­ware-Sys­teme: Spez­i­fika­tion und Ver­i­fika­tion, Springer 2010.
  • J. Teich, C. Haubelt: Dig­i­tale Hard­ware/Soft­ware-Sys­teme: Syn­these und Op­ti­mierung, Springer 2007.
  • D.D. Gajski et al. Em­bed­ded Sys­tem De­sign. Springer, 2009.