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Echtzeitprogrammierung - Detailansicht

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Grunddaten
Veranstaltungsart Vorlesung Langtext
Veranstaltungsnummer 1494 Kurztext
Semester SoSe 2021 SWS 2
Erwartete Teilnehmer/-innen Max. Teilnehmer/-innen
Rhythmus Jedes Semester Studienjahr
Hyperlink  
Sprache Deutsch
Belegungsfrist Hauptbelegungszeitraum    01.03.2021 - 26.03.2021   
Termine Gruppe: [unbenannt] iCalendar Export für Outlook
  Tag Zeit Rhythmus Dauer Raum Raum-
plan
Lehrperson Status Lernziele fällt aus am Max. Teilnehmer/-innen
Einzeltermine anzeigen
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Mi. 11:30 bis 13:00 woch          
Gruppe [unbenannt]:
Zur Zeit kein Belegungszeitraum aktiv.
 


Zugeordnete Person
Zugeordnete Person Zuständigkeit
Pfeil, Markus, Professor verantwortlich
Laut SPO für
Abschluss Studiengang Semester Kategorie ECTS
Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 4 - 4 Wahlfach Teil von Modulprüfung Modul 2 Automatisierungstechnik (insgesamt 5 ECTS)
Bachelor Studienrichtung EI-Automatisierungstechnik 4 - 4 Wahlfach Teil von Modulprüfung Modul 2 Automatisierungstechnik (insgesamt 5 ECTS)
Bachelor Elektromobilität und regenerative Energien 6 - 6 Pflichtfach Teil von Modulprüfung Embedded Systems (insgesamt 5 ECTS)
Prüfungen / Module
Prüfungsnummer Prüfungsversion Modul
2427 11 Real-time programming
2227 10 Echtzeitprogrammierung
3635 10 Echtzeitprogrammierung
Zuordnung zu Einrichtungen
Bachelorstudiengang Elektrotechnik und Informationstechnik
Inhalt
Inhalt Moderne Steuerungs- und Überwachungssysteme für Geräte, Maschinen und Anlagen sowie für Embedded Systeme (z.B. elektronische Steuergeräte von Fahrzeugen) sind überwiegend Computersysteme. Ein Schwerpunkt bei der Entwicklung ist daher die Erstellung von Programmen mit den zu erfüllenden Anforderungen an die logische Korrektheit. Zusätzlich sind Forderungen nach „Rechtzeitigkeit“, „Gleichzeitigkeit“ und zeitlichem Determinismus zu erfüllen. Dies bedeutet, dass nicht nur die Fehlerfreiheit oder einfache Bedienbarkeit eines Programms von Bedeutung sind, sondern dass die Ergebnisse auch rechtzeitig zur Verfügung stehen müssen (Echtzeitsysteme). Da bei solchen Anwendungen im Allgemeinen gleichzeitig mehrere Aufgaben zu erledigen sind (z.B. die zyklische Verarbeitung mehrerer Regelkreise, kontinuierliche Überwachung von Prozessgrößen oder Kommunikation mit anderen Systemen) sollte die quasi gleichzeitige Verarbeitung mehrerer Prozesse (Multitasking) möglich sein. Besonders digitale Abtastsysteme, wie sie etwa digitale Regler darstellen, stellen besondere Anforderungen an die Echtzeitbedingungen, hier drohen schwere Folgen, wie die Instabilität eines ganzen Regelsystems, werden diese harten Echtzeit-Bedingungen nicht eingehalten.

Im Rahmen der Lehrveranstaltung erhält der Studierende eine Einführung in die Methoden der Echtzeitprogrammierung, in der Automatisierungstechnik bzw. im Anwendungsbereich der Embedded Systeme. Es erfolgt eine Einführung in die Grundlagen der Echtzeitbetriebssysteme, deren vorrangige Aufgaben und Eigenschaften. Dabei werden wichtige Task-Scheduling Algorithmen vorgestellt und diese anhand konkreter Anwendungsbeispiele besprochen. Digitale Abtastsysteme mit ihren harten Echtzeitanforderungen werden besonders hervorgehoben, etwa bei der Realisierung des weit verbreiteten Standard PID Algorithmus der Regelungstechnik.

Lehrinhalte
Architektur moderner Automatisierungssysteme,
Spezifische Anforderungen an Echtzeitsysteme,
Methoden der Echtzeitverarbeitung: Zyklische Verarbeitung, zeitgesteuerte Verarbeitung, zyklische Verarbeitung mit Interrupts, Multitasking, Fixed Priority with/without Preemption FPP/FPN,
Time-Slice Scheduling, Earliest Deadline First EDF Scheduling
Task- und Ressourcen Synchronisation (Semaphores, Mutex), Task Kommunikation (Events, Message Queues), Grundlagen der Interruptverarbeitung,
Zugriff auf gemeinsam genutzte Daten,
Entwurfskriterien für Echtzeitsysteme,
Vorstellung der Echtzeitbetriebssysteme VxWorks, FreeRTOS und OSEK,
Realisierungsbeispiele.
Literatur - Wörn, Brinkschulte, Echtzeitsysteme, Springer 2005
- Qing Li, Carolyn Yao, Real-Time Concepts for Embedded Systems, CMP 2003
Lernziele Grundverständnis der Programmierung von Echtzeitsystemen (in C) auf Basis von Mikrocontrollern und Echtzeitbetriebssystemen.
Voraussetzungen Grundkenntnisse der Programmiersprache C
Leistungsnachweis

Modulprüfung: Klausur 90 Minuten benotet- zusammen mit dem Praktikum (LSF 1904)

Modul examination: graded written examination, 90 Minutes - together with lab (LSF 1904)


Strukturbaum
Die Veranstaltung wurde 2 mal im Vorlesungsverzeichnis SoSe 2021 gefunden: