Embedded Systems - Interactive curriculae of TU Ilmenau

Dr. Andreas Becher

Grundlegende Kompetenzen auf den Gebieten der Rechnerorganisation und Rechnerarchitektur

Fachkompetenz:

Die Studierenden verstehen detailliert Aufbau und Funktionsweise der Architekturelemente, die in eingebetteten Systemen benutzt werden. Sie können spezialisierte Prozessorarchitekturen, wie µC, DSP und GPU, in diesem Zusammenhang einordnen und beurteilen. Sie besitzen detailliertes Wissen über verschiedenartige Kommunikationssysteme, die in diesem Kontext relevant sind. Sie besitzen detailliertes Wissen über rekonfigurierbare Systeme (insbesondere FPGA) und deren Anwendung bei der Realisierung eingebettetter Systeme. Die Studierenden haben umfassende Kenntnisse über den Entwurfsbegriff und über Entwurfsverfahren für eingebettete Systeme. Sie können den modellbasierten Entwurf und das HW/SW-Co-Design einordnen und beurteilen. Im Ergebnis der Übung können sie dieses Wissen an praktisch relevanten Beispielarchitekturen anwenden.

Methodenkompetenz:

Die Studierenden sind in der Lage, eingebettete Systeme auf der Grundlage der behandelten Architekturelemente zu planen und zu entwickeln. Sie können rekonfigurierbare Architekturelemente in einer Hardwarebeschreibungssprache (VHDL) zu entwerfen. Sie beherrschen die Anwendung modellbasierter Entwurfsverfahren für den Entwurf eingebetteter Systeme. Im Ergebnis der Übung haben sie Erfahrungen mit dem konkreten Entwurf praktisch relevanter Beispielsysteme.

Systemkompetenz:

Die Studierenden verstehen das Zusammenwirken der Architekturelemente eingebetteter Systeme im Zusammenhang mit deren weiteren Elementen und mit dem Verhalten des einbettenden Systems. Sie begreifen die fundamentale Bedeutung durchgängiger Entwurfsverfahren und sind mit den dazugehörigen Vorgehensmodellen vertraut.

Sozialkompetenz:

Die Studierenden sind in der Lage, grundlegende Problemstellungen bei Planung und  Entwurf eingebetter Systeme allein und in der Gruppe zu lösen. Die Studierenden diskutieren praktische Problemlösungen gemeinsam im Kontext von Übungen und können Kritik und Anmerkungn würdigen.

Einführung und Begriffsbestimmung "Eingebettetes System"

Architekturen:

- Mikrocontroller, DSP, GPU

- Bussysteme und Interfacestandards

- Netzwerke für eingebettete Systeme (aka Feldbusse)

- Rekonfigurierbare Systeme, VHDL

- System-on-a-Chip

Entwurf:

- Begriffsklärungen zum Entwurf

- modellbasierter Entwurf

- HW/SW-Co-Design

- Test- und Inbetriebnahmeverfahren

Folien, Anschriebe, Aufgabensammlung, Programmierbeispiele

Diese Lehrveranstaltung wird im Wintersemester 2023/24 starten.

Technische Anforderungen bei alternativen Lehrleistungen in elektronischer Form:
Internetzugang, Mikrofon+Lautsprecher oder Headset, Webex Meeting 

Peter Marwedel, Embedded System Design: Embedded Systems Foundations of Cyber-Physical Systems, 
and the Internet of Things. 3rd Edition, Springer, 2017.

Jürgen Teich, Christian Haubelt, Digitale Hardware/Software-Systeme: Synthese 
und Optimierung. 2. Auflage, Springer 2007.

M. Wolf, Computers as Components: Principles of Embedded Computing System 
Design. Morgan Kaufmann 2017