inf204 Embedded Systems II (Complete module description)

Keine Teilnehmervoraussetzungen

Das Modul leistet eine Einführung in den Entwurf digitaler eingebetteter Systeme.
Fachkompetenzen
Die Studierenden:

• benennen der Architekturen eingebetteter Systeme
• benennen spezifische Hardwarekomponenten und -architekturentscheidungen, insbes. Prozessoren
• charakterisieren den Entwurfsraum und die damit verbundene Entwurfsmethodik eingebetteter Systeme
• dekomposieren Steuerungs- oder Regelungsaufgaben in Teilkomponenten und setzen diese auf verschiedenen Ebenen des Entwurfsraums um
• partitionieren und bauen gemischte Software-/Hardwarelösungen auf
• beschreiben Architekturprinzipien zur Erzielung von Fehlertoleranz
• beschreiben Analysetechniken zur Bewertung von Echtzeit- und Sicherheitsanforderungen
• charakterisieren die Formalien der Hardwaresynthese

Methodenkompetenzen
Die Studierenden:

• schätzen die Konsequenzen von Entwurfsentscheidungen bzgl. Komponentenallokation und -design in Bezug auf Energieverbrauch, Performanz und Zuverlässigkeit ein
• implementieren ein eingebettetes Hardware-/Software System anhand einer gegebenen Spezifikation
• modellieren Hardware mit einer Hardware-Beschreibungs-Sprache
• analysieren Hardware-/Software Systeme anhand von event basierter Simulation

Sozialkompetenzen
Die Studierenden:

• konstruieren Lösungen zu gegebenen Problemen in Gruppen
• präsentieren Lösungen von Informatischen Problemen vor Gruppen
• organisieren sich zu einer Gruppe, zur Lösung eines größeren Problems, mithilfe von Projektmanagementmethoden

Selbstkompetenzen
Die Studierenden:

• erkennen die Grenzen ihrer Belastbarkeit bei der Implementierung von Systemen, bzw. Teilaspekte dieser
• beschäftigen sich eigenverantwortlich mit den Übungsaufgaben

Eingebettete Systeme übernehmen komplexe Regelungs-, Steuerungs- oder Datenverarbeitungsaufgaben in technischen Systemen. Sie bilden somit ein wichtiges Wertschöpfungspotential für Produkte der Telekommunikation, der Produktionssteuerung, im Verkehrsbereich und in elektronischen Konsumgütern. Die Funktionalität eingebetteter Systeme wird durch die Integration von Prozessoren, Spezialhardware und Software realisiert. Die Problematik des Entwurfs solcher Systeme ergibt sich durch die Heterogenität der Systemarchitektur, die Komplexität der Aufgabenstellung und durch die Notwendigkeit, vielfältige technische und ökonomische Vorgaben einhalten zu müssen. Dieses Modul baut auf dem Modul Eingebettete Systeme I. In diesem Modul werden zunächst unterschiedliche Architekturen eingebetteter Systeme und der dort eingesetzten Prozessoren behandelt. Gegenstand des Moduls sind anschließend Methoden der Systempartitionierung und der Synthese von Hardware-Komponenten. Theoretische sowie praktische Übungen mit Entwurfswerkzeugen, Hardwarebeschreibungssprachen und Simulationen begleiten die Vorlesung und bieten die Möglichkeit den Vorlesungsstoff zu vertiefen.

Foliensammlung sowie:

• Staunstrup, J.: Wolf, W. (eds.): Hardware/Software Co-Design: Principles and Practice. Kluwer Academic Publishers, 1997, ISBN 0-7923-8013-4, chapters 1, 2, (3), 4, 6, (7), (8-10)
• Yen, Ti-Yen; Wolf, W.: Hardware-Software Co-Synthesis of Distributed Embedded Systems. Kluwer, 1996, ISBN 0-7923-9797-5

Gute Sekundärliteratur:

• Peter J. Ashenden: The Designer's Guide to VHDL. Morgan Kaufmann Publishers, 2002, ISBN 1-55860-674-2
• Lehmann, G.; Wunder, B.; Selz, M.: Schaltungsdesign mit VHDL. Franzis Verlag, 1994, ISBN 3-7723-6163-3
• J. Reichardt, B. Schwarz: VHDL-Synthese, Entwurf digitaler Schaltungen und Systeme. Oldenbourg Wissenschaftsverlag, 2000, ISBN 3-486-25128-7
• Mermet, J. (ed.): Fundamentals and Standards in Hardware Description Languages. Kluwer, 1993, ISBN 0-7923-2513-3
• De Micheli, G.; Sami, M.: Hardware-Software Co-Design. Kluwer, 1996, ISBN 0-7923-3883-9
• Gajski, D.; Vahid, F.; Narayan, S.; Gong, J.: Specification and Design of Embedded Systems. Prentice Hall, 1994, ISBN 0-13-150731-1

Das Modul ist für die Studierenden der Vertiefungsrichtung "Eingebettete Systeme und Mikrorobotik" als Pflicht-Modul vorgesehen.

Klausur oder mündliche Prüfung