Embedded Systems

Fakult?t

Ingenieurwissenschaften und Informatik

Version

Version 10.0 vom 23.02.2023

Modulkennung

11B0120

Modulname (englisch)

Embedded Systems

Studieng?nge mit diesem Modul
  • Elektrotechnik (B.Sc.)
  • Elektrotechnik im Praxisverbund (B.Sc.)
  • Informatik - Technische Informatik (B.Sc.)
  • Lehramt an berufsbildenden Schulen - Teilstudiengang Elektrotechnik (M.Ed.)
  • Mechatronik (B.Sc.)
  • Mechatronic Systems Engineering (M.Sc.)
  • Informatik - Medieninformatik (B.Sc.)
  • Fahrzeugtechnik (Bachelor) (B.Sc.)
  • Maschinenbau (B.Sc.)
  • Maschinenbau im Praxisverbund (B.Sc.)
  • Lehramt an berufsbildenden Schulen - Teilstudiengang Informationstechnik (M.Ed.)
Niveaustufe

3

Kurzbeschreibung

Embedded Systems (deutsch: eingebettete Systeme) sind kombinierte Hardware/Software-Systeme die für ein spezielles Einsatzgebiet entworfen werden.Anders als Universalrechner verfügen sie nur über die zum Einsatzfall passenden Ressourcen (Hauptspeicher, Rechenleistung, Ein/Ausgabe, Netzwerkschnittstellen, Dateisysteme, etc), die Anwendungen sind i. A. harten Echtzeitbedingungen Unterworfen. Nach erfolgreicher Teilnahme an dem Modul sind Studierende in der Lage, Echtzeitsoftware mit und ohne Einsatz eines Echtzeitbetriebssystems ressourcenschonend zu entwerfen und zu implementieren. Sie k?nnen Hard- und Softwarekomponenten ?konomisch für gegebene Anforderungen bewerten.

Lehrinhalte
  1. Architektur von Embedded Systemen
  2. Embedded Prozessoren
  3. Peripherie und ihre Echtzeitrelevanz
  4. Programmierung mit knappen Ressourcen
  5. Programmimplementierung: Booten, Cross-Compilieren, Linken, Laden, Remote-Debugging
  6. Betriebssystemkerne: Prozessmanagement, Scheduling, Proze?kommunikation, Interrupt-Verarbeitung, Hardware-Abstraktion
  7. Echtzeitverhalten
  8. Programmierung von Embedded Systemen am Beispiel einfacher Anwendungen mit und ohne Echtzeitbetriebssystem.
Lernergebnisse / Kompetenzziele

Wissensverbreiterung
Die Studierenden erhalten in diesem Modul ein breites Wissen über eingebettete Systeme, für welche die Randbedingungen eingeschr?nkter Ressourcen und Hardwareabh?ngigkeiten gelten. Insbesondere kennen Sie die Prozesse der modernen Softwareentwicklung für diese Systeme.
Wissensvertiefung
Die Studierenden verfügen über das Wissen, wie Software für eingebettete Systeme strukturiert ist. Sie kennen den Entwurfsprozess und die Werkzeuge zur Erstellung von Software für diese Systeme. Sie verstehen die Konzepte, um eingebettete Software zu testen.
K?nnen - instrumentale Kompetenz
Die Studierenden k?nnen die Werkzeuge, mit denen der Entwurfsprozess für eingebettete Systeme unterstützt wird, ausw?hlen und anwenden.
K?nnen - kommunikative Kompetenz
Die Studierenden k?nnen geeignete eingebettete Systeme für eine vorgegebene Aufgabe spezifizieren, ein geeignetes Softwarekonzept dazu erstellen und notwendige Werkzeuge und Testumgebungen ausw?hlen. Dabei gehen sie methodisch und strukturiert vor und nutzen professionelle Hilfsmittel.
Sie k?nnen Problemstellungen und ihre L?sungsvorschl?ge argumentativ gegenüber Fachleuten vertreten.
K?nnen - systemische Kompetenz
Die Studierenden, die dieses Modul erfolgreich studiert haben, verstehen, wie sich eingebettete Systeme in ein Gesamtsystem einbinden.

Lehr-/Lernmethoden

Die Veranstaltung besteht aus einer Vorlesung und einem Laborpraktikum. In der Vorlesung und dem darauf abgestimmten Praktikum werden die Inhalte des Moduls theoretisch vermittelt und praktisch nachvollzogen.

Empfohlene Vorkenntnisse

Mathematik 3 (TI), Mathematik 2 (E/Me), Programmierung 2 (E/Me), Programmierung 3 (TI), Betriebssysteme, Rechnerarchitekturen, Mikrorechnertechnik

Modulpromotor

Wübbelmann, Jürgen

Lehrende
  • Eikerling, Heinz-Josef
  • Wübbelmann, Jürgen
  • Uelschen, Michael
Leistungspunkte

5

Lehr-/Lernkonzept
Workload Dozentengebunden
Std. WorkloadLehrtyp
45Vorlesungen
15Labore
2Prüfungen
Workload Dozentenungebunden
Std. WorkloadLehrtyp
18Veranstaltungsvor-/-nachbereitung
30Vor- und Nachbereitung der Labore
10Literaturstudium
30Prüfungsvorbereitung
Literatur

W?rn, Brinkschulte: Echtzeitsysteme, Springer, 2005 Peter Marwedel: Embedded System Design, Springer, 2011K. Berns, B. Schürmann, M. Trapp: Eingebettete Systeme, Vieweg+Teubner, 2010Bruce Powel Douglass: Design Patterns for Embedded Systems in C, Newnes, 2011Joseph Yiu, The Definitive Guide to The ARM CORTEX-M3, Newnes, 2010Bollow, Homann, K?hn: C und C++ für Embedded Systeme, mitp, 2008Richard Barry: Mastering the FreeRTOS? Real Time Kernel, Real Time Engineers Ltd. 2016Michael Barr, Anthony Massa: Programming Embedded Systems, O‘Reilly, 2007

Prüfungsleistung
  • Klausur 2-stündig
  • Projektbericht, schriftlich
Unbenotete Prüfungsleistung

Experimentelle Arbeit

Bemerkung zur Prüfungsform

Nach Wahl der Lehrenden

Dauer

1 Semester

Angebotsfrequenz

Wintersemester und Sommersemester

Lehrsprache

Deutsch