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

Verteilte Echtzeitsysteme

Prof. Dr. Andreas Polze

Jan-Arne Sobania, M.Sc. (Raum C-1.14)
Uwe Hentschel, M.Sc. (Raum C-1.14)

2 SWS Seminar + 2 SWS Praktikum / 6 credits (benotet/unbenotet)
Mi 11:00-12:30, A-2.2
Mi 17:00-18:30, A-1.2 oder C-1.5

Themenvergabe: 28.04.2010
Einschreibefrist: 10.05.2010
Abgabe der schriftlichen Ausarbeitung: 11.08.2010

SVN: (Hinweise)
Dokumentvorlage für die Ausarbeitung: http://www.dcl.hpi.uni-potsdam.de/services/templates/
Ausarbeitung vom Wintersemester 2008/2009: pdf

Ablauf und Leistungserfassungsprozess:

Alle Teilnehmer am Seminar sollen einen Vortrag zu einem der untenstehenden Themen halten. Zusätzlich wird im Rahmen des Seminars eine "Transportkette" aufgebaut. Ausgehend von einem Hochregallager (Lego/NXT) sollen "Güter" per Eisenbahn (Märklin Digital, H0) transportiert werden und auf einer Fertigungsstrecke (Fischertechnik) verarbeitet werden. "Endprodukte" werden dann wieder per Bahn ins Hochregallager transportiert. Die Eisenbahn ist funktionell zusätzlich mit einem "intelligenten" Haus verbunden.

Neben dem Aufbau des Experiments aus vorhandenen Komponenten steht der Entwurf und die Implementierung eines verteilten Echtzeitsystems zur Steuerung der Transportkette an. Bewertet wird neben dem Seminarvortrag die Auseinandersetzung mit dem Experimentaufbau, insbesondere die Realisierung eines Bausteins der erwähnten Transportkette, sowie die Dokumentation der erarbeiteten Lösung.



Vortragsthemen:

  • T01 Embedded Systems Overview (Developing Embedded Software, Performance Metrics) - Andreas Polze
  • T02 Introduction (Programmable Logic Controller - Beckhoff, Train and Component Control - Märklin, Bricx Command Center - Lego/NXT) - Jan-Arne Sobania, Uwe Hentschel (Vortragsfolien)
  • T03 Real-Time Scheduling - Stefan C. Richter (Vortragsfolien)
  • T04 Memory and Interrupts (Memory Management, Interrupt Handling/Exceptions) - Matthias Richly (Vortragsfolien)
  • Communication
    • T05 Real-Time Communication, Field Bus Protocols - Michael Grünewald (Vortragsfolien)
    • T06 Group Communication & Clock Synchronization - Michael Grünewald (Vortragsfolien)
  • Programming Languages
  • Real-Time Operating Systems (RTOS)
    • T10 RT Linux - Christopher Schuster (Vortragsfolien)
    • T11 Windows CE - Philipp Dobrigkeit
    • T12 eCOS (embedded Configurable Operating System) -
    • T13 PLC (Programmable Logic Controller) - Stefan Reichel (Vortragsfolien)
  • T14 System Dependability -
  • T15 RT Modeling and Test Case Generation - Konrad Krentz (Vortragsfolien)
  • Implementation of a distributed real-time system that controls the transport chain (including real industrial scenarios - used technologies)
    • T16 Automation Technology (Sensors, Actuators, Instrumentation and Control) -
    • T17 Concepts and Methods of Integration and Communication within Complex Systems (central control component, autonomous agents, ...) -
  • Lego/NXT
    • T18 Architecture of NXT Intelligent Brick (ARM, Sensors, Actuators) -
    • T19 Programming the NXT Intelligent Brick (C, .NET, Lua, VPL) -
  • Railroad
    • T20 Rail Traffic Management Systems (with and without European Train Control System - ETCS) -
    • T21 Computer Based Control of Märklin Rail Systems (Digital Control 80, Central Station) -
  • Fischertechnik / Intelligent Home
    • T22 Computer Based Control of Beckhoff PLC Systems (Architecture, Programing, EtherCAT) -

Termine:

21.04.2010Rückblick, bisherige Lösungen, Videos
28.04.2010T01 Andreas Polze
Themenvergabe
05.05.2010T02 Jan-Arne Sobania, Uwe Hentschel
10.05.2010Einschreibefrist
12.05.2010
19.05.2010T03 Stefan C. Richter
T04 Matthias Richly
26.05.2010T05/T06 Michael Grünewald
T07 Tobias Flach
02.06.2010(Verschoben auf 04.06.2010, 11:00 Uhr, Kommunikationszone Haus C1)
04.06.2010T08 Christoph Neijenhuis
T09 Norman Kluge
09.06.2010Technologiestudie - Präsentation der Prototypen
16.06.2010(Entfällt wegen FutureSOC)
23.06.2010T10 Christopher Schuster
T11 Philipp Dobrigkeit
30.06.2010T13 Stefan Reichel
T15 Konrad Krentz
07.07.2010Zwischenstand (Kommunikationszone Haus C1/Labor)
14.07.2010(entfällt)
21.07.2010Abschlusspräsentation (Kommunikationszone Haus C1/Labor)

Den geplanten Vortragsinhalt bitte 2 Wochen vor dem Vortragstermin bei Prof. Polze vorstellen und die Präsentationsfolien 48h vor dem Vortragstermin mailen.

Teams:

Team H
(Intelligentes Haus)
Team F
(Fischertechnik)
Team E
(Eisenbahn)
Team L
(Lego/NXT)
Team I
(Integration)
Direkte Hardwaresteuerung
(Booster)
Mehrzugbetrieb Kran
Norman Kluge
Konrad Krentz
Matthias Richly
Philipp Dobrigkeit
Tobias Flach
Michael Grünewald
Stefan Reichel
Stefan C. Richter
Christoph Neijenhuis
Christopher Schuster
 

Literatur:

  • (1)    Real-Time Systems - Hermann Kopetz, Kluwer Academic Publishers
  • (2)    Real-Time Systems - Jane W.S. Liu
  • (3)    Embedded Software Development with eCos - Anthony J. Massa
  • (4)    Programming Microsoft Windows CE .NET, Third Edition - Douglas Boling
  • (5)    Real-Time Systems C.M. Krishna and G. Shin
  • (6)    Computers as Components - Principles of Embedded Computing System Design - Wayne Wolf
  • (7)    An Embedded Software Primer - David E. Simon, Addison-Wesley 1999, ISBN 0-201-61569-X
  • (8)    Programming Embedded Systems in C and C++ - Michael Barr, O'Reily 1999, ISBN 1-56592-354-5
  • (9)    Real-Time Concepts for Embedded Systems - Qing Li, CMPBooks 2003, ISBN 1-57820-124-1
  • (10)  Operating Systems Design and Implementation (The Minix Book) - Andrew S. Tannenbaum, Albert S. Woodhull