Echtzeitsysteme

Aus Labor für Echtzeitsysteme

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-Bei Echtzeitsystemen handelt es sich um Systeme, die neben ihren funktionalen Anforderungen auch noch zeitlichen Anforderungen genügen müssen. Die Vorlesung vermittelt die zum Entwurf derartiger Systeme notwendigen Grundlagen. Themen sind beispielsweise:+Bei Realzeitsystemen handelt es sich um Systeme, die neben ihren funktionalen Anforderungen auch noch zeitlichen Anforderungen genügen müssen. Die Vorlesung vermittelt die zum Entwurf derartiger Systeme notwendigen Grundlagen. Themen sind beispielsweise:
-* Echtzeitbetrieb und schritthaltende Verarbeitung (theoretischer Unterbau): Echtzeitnachweis bei prioritätsgesteuertem und bei Deadline-Scheduling.+* Zentrale Beschreibungsgrößen (Verarbeitungszeit, Prozesszeit, Latenzzeit etc.) und Realzeibedingungen
-* Realzeitbetriebssysteme: Prozessmanagement inklusive Schedulingverfahren, IO-Management inklusive Hardwarekopplung über Gerätetreiber, Unterbrechungsmodell, eingebettete Systeme.+* Systemsoftware (Firmware, Realzeitbetriebssysteme, Scheduling-Verfahren, Zeitverwaltung)
-* Realzeitprogrammierung: Datenfluss, Kontrollfluss über Signals und Events, Schutz kritischer Abschnitte bei Ein- und Mehrprozessorsystemen.+* Aspekte der nebenläufigen Realzeitprogrammierung (Taskmanagement, Schutz kritischer Abschnitte, Umgang mit Zeit, Inter-Prozess-Kommunikation, Bitoperationen)
-* Prozessankopplung: Anbindung über den Systembus, Zugriffsverfahren (direkt, kanalgesteuert, Interrupt, DMA).+* Realzeitarchitekturen, beispielsweise Multikernel versus Multicore
-* Zuverlässigkeit und Sicherheit: Redundante Systeme, Berechnung von Verfügbarkeiten und Unverfügbarkeiten, Zuverlässigkeitssteigerung, Fallbeispiele.+* Betriebssicherheit (Safety, Zuverlässigkeit und Sicherheit)
 +* Formale Beschreibungsmethoden (Datenflussdiagramm, Petrinetze)
 +* Realzeitnachweiss
 + 
 +Im Rahmen der Vorlesung wird erläutert, wie Zeiten und deren Qualität (Genauigkeit) erfasst und weiterverarbeitet (Differenzzeitmessung) werden. Dabei wird vorwiegend (embedded) Linux als Referenz genommen. Vorlesungsbegleitend wird das Buch [https://ezs.kr.hs-niederrhein.de/RealzeitsystemeBuch Moderne Realzeitsysteme kompakt] empfohlen.
Im Rahmen des Praktikums Echtzeitsysteme optimieren die StudentInnen (Informatik) die Steuerungssoftware für ein Rennauto (Carrerabahn) oder fahren unterschiedliche Versuche aus dem Realzeit-Umfeld (Elektrotechnik). Im Rahmen des Praktikums Echtzeitsysteme optimieren die StudentInnen (Informatik) die Steuerungssoftware für ein Rennauto (Carrerabahn) oder fahren unterschiedliche Versuche aus dem Realzeit-Umfeld (Elektrotechnik).
Folgende Materialien zur Vorlesung, Übung und zum Praktikum befinden sich auf dem Server: Folgende Materialien zur Vorlesung, Übung und zum Praktikum befinden sich auf dem Server:
-* [https://ezs.kr.hs-niederrhein.de/lectures/ezs/html/index.html Buch Online]+* [https://ezs.kr.hs-niederrhein.de/lectures/ezs/html/index.html Ehemaliges Skript Online]
-* Buch (ca. 150 Seiten) als [https://ezs.kr.hs-niederrhein.de/download/20110919ezs.pdf PDF-Datei]+* Ehemaliges Skript (ca. 150 Seiten) als [https://ezs.kr.hs-niederrhein.de/download/20110919ezs.pdf PDF-Datei]
* Übungskatalog als [https://ezs.kr.hs-niederrhein.de/download/ezs.u.20110915.pdf PDF-Datei] * Übungskatalog als [https://ezs.kr.hs-niederrhein.de/download/ezs.u.20110915.pdf PDF-Datei]
-* Klausursammlung als [https://ezs.kr.hs-niederrhein.de/download/ezs.c.20120329.pdf PDF-Datei]+* Klausursammlung als [https://ezs.kr.hs-niederrhein.de/download/ezs.c.20120929.pdf PDF-Datei]
-* [https://ezs.kr.hs-niederrhein.de/download/20091103carrerabahn.tgz Simulation] der Rennbahn zum Testen des eigenen Programms.+* [https://ezs.kr.hs-niederrhein.de/download/20120929carrerabahn.tgz Simulation] der Rennbahn zum Testen des eigenen Programms.
* [https://ezs.kr.hsnr.de/download/race.c Programmgerüst] für den ersten Praktikumsversuch Carrerabahn. * [https://ezs.kr.hsnr.de/download/race.c Programmgerüst] für den ersten Praktikumsversuch Carrerabahn.
[[Kategorie:EZS-Labor]] [[Kategorie:EZS-Labor]]

Version vom 09:18, 29. Sep. 2012

Bei Realzeitsystemen handelt es sich um Systeme, die neben ihren funktionalen Anforderungen auch noch zeitlichen Anforderungen genügen müssen. Die Vorlesung vermittelt die zum Entwurf derartiger Systeme notwendigen Grundlagen. Themen sind beispielsweise:

  • Zentrale Beschreibungsgrößen (Verarbeitungszeit, Prozesszeit, Latenzzeit etc.) und Realzeibedingungen
  • Systemsoftware (Firmware, Realzeitbetriebssysteme, Scheduling-Verfahren, Zeitverwaltung)
  • Aspekte der nebenläufigen Realzeitprogrammierung (Taskmanagement, Schutz kritischer Abschnitte, Umgang mit Zeit, Inter-Prozess-Kommunikation, Bitoperationen)
  • Realzeitarchitekturen, beispielsweise Multikernel versus Multicore
  • Betriebssicherheit (Safety, Zuverlässigkeit und Sicherheit)
  • Formale Beschreibungsmethoden (Datenflussdiagramm, Petrinetze)
  • Realzeitnachweiss

Im Rahmen der Vorlesung wird erläutert, wie Zeiten und deren Qualität (Genauigkeit) erfasst und weiterverarbeitet (Differenzzeitmessung) werden. Dabei wird vorwiegend (embedded) Linux als Referenz genommen. Vorlesungsbegleitend wird das Buch Moderne Realzeitsysteme kompakt empfohlen.

Im Rahmen des Praktikums Echtzeitsysteme optimieren die StudentInnen (Informatik) die Steuerungssoftware für ein Rennauto (Carrerabahn) oder fahren unterschiedliche Versuche aus dem Realzeit-Umfeld (Elektrotechnik). Folgende Materialien zur Vorlesung, Übung und zum Praktikum befinden sich auf dem Server:

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