Hasso-Plattner-Institut Potsdam Operating Systems and Middleware Group at HPI University of Potsdam, Germany
Operating Systems and Middleware Group at HPI

Entwurf und Programmierung Eingebetteter Systeme

Armin Zimmermann und Andreas Rasche

Email: armin.zimmermann / andreas.rasche (at) hpi.uni-potsdam.de

Masterveranstaltung am HPI,
Themengebiet "Mobile & Embedded Systems"

Lehrinhalte

Ein wichtiger Bestandteil von immer mehr Geräten des täglichen Lebens sind eingebettete Rechner. Wichtige Anwendungsfelder sind beispielsweise Automobil- und Produktionstechnik. Die Verbindung mit einem technischen Prozess oder seine Steuerung erfordert dabei die rechtzeitige und zuverlässige Reaktion auf die Umwelt. In der Vorlesung werden Konzepte von eingebetteten und Echtzeit-Systemen sowie dafür geeigneter Betriebssysteme behandelt. Vorteilhaft sind Vorkenntnisse aus den Bereichen Betriebssysteme, Softwareengineering / Softwarekonstruktion und Systemmodellierung.

Geplant sind folgende Themen:
  • Entwurf
    • Besonderheiten des Systementwurfs, Soft- und Hardwarearchitektur
    • Modellierung
    • Performancemaße und Bewertung
    • RMA,stochastische Petri-Netze, Simulation
  • Betriebssysteme
    • Eigenschaften und Besonderheiten für eingebettete Systeme
    • Soft- und Hardwarevoraussetzungen
    • Scheduling, Resourcenverwaltung, Zeitdienste, Prozesse, Synchronisation, Interrupts und Exceptions
    • Betriebssystem-Standards
    • Windows CE
    • RT-Linux
  • Programmierung
    • Besonderheiten, hardwarenahe Programmierung
    • Ada
    • Real-Time Java
  • Exkursion: autonomer Flugroboter MARVIN

Praktikum

Während des Semesters wird von den Studierenden in Gruppen jeweils ein eingebettetes System entworfen und implementiert. Das Thema wird in Absprache mit den Vorlesenden festgelegt bzw. aus Vorschlägen ausgewählt. Dazu werden die am HPI vorhandenen Versuchsaufbauten (Sensornetzwerk, Fischertechnik-Fabrik, Hau-den-Lukas, Lego Mindstorms, Modelleisenbahn, Leuchtschrift) eingesetzt und falls nötig erweitert. Eine Lösung für das gewählte Beispiel wird entworfen und anschließend implementiert.

Leistungserfassung

Jede Gruppe berichtet jeweils in einer Zwischen- und einer Abschlusspräsentation über ihre Ergebnisse und verfasst zum Ende des Semesters eine Beschreibung ihrer Lösung. Eine mündliche Prüfung bildet den Abschluss der Lehrveranstaltung. In die Benotung gehen die Präsentationen und der Bericht zusammen mit 30% und die mündliche Prüfung mit 70% ein. Es werden 6 Leistungspunkte vergeben, wenn jedes Teilergebnis mindestens mit "ausreichend" bewertet wurde.

Organisation

Vorlesung: wöchentlich Mi 13:30 - 15:00 HPI B-E.2
Vorlesung/Praktikum: wöchentlich Mi 15:15 - 16:45 HPI B-E.2
Beginn jeweils am 19.10.2005.
Belegungsfrist: 9. 11. 2005

Literatur

siehe Hinweise in der ersten Vorlesung

Vorlesungen

Projektarbeit

  • 19.10.05 Vorstellung der Projekte
  • 26.10.05 Festlegung der Gruppen und Themen
    Startbesprechung mit Andreas
    Danach Einarbeitung in Projekte;
    Aufgabe und Lösungsansätze erarbeiten
  • 9.11.05 Vorbesprechung der Zwischenpräsentation
    Belegungsfrist endet
  • 23.11.05 Zwischenpräsentationen aller Gruppen:
    Etwa 15 Minuten plus Diskussion je Gruppe; Projektvorstellung, gewählte Aufgabe, Lösungsansätze, Zeitplan
  • 14.12.05 12:00-12:20 und 15.12.05 13:30-14:50 Einzelbesprechung mit den Gruppen, Fortgang der Arbeiten
  • 27.12.05 - 06.01.06 Weihnachtsferien
  • 08.02.06 Abschlusspräsentationen und Vorführungen aller Gruppen
  • 15.02.06 Abgabe der Projektberichte

Prüfung

Mündliche Prüfungen je 30 Minuten im A-1.2
22.02.2006 9:00-12:30 Uhr
28.02.2006 10:00-12:30 Uhr
Letzte Änderung: 13.02.2006