Embedded-Software-Design und Patterns mit modernem C++

• Verständnis zu Embedded-Software-Design
  • Altlasten aus der Vergangenheit und Herausforderungen in der Zukunft
  • Konsequenzen nicht korrekter Software
  • Abgrenzung von Software-Design zur Software-Architektur
  • Erfolgreiche Anwendung von Software-Design
  • 4R: Re-Design, Reverse Engineering, Refactoring, Re-Engineering
• Design-Prinzipien
  • Definition
  • Grundlegende und generische Design-Prinzipien
  • SOLID Design-Prinzipien
  • Objektorientierte Design-Prinzipien
  • Clean Code Development (CCD)
• Interface-Design
  • Grundkonzept und Nutzen
  • Interface-Zugriff und -Realisierung in unterschiedlichsten Designvarianten
  • Callback- und Observer-Pattern
  • Verschiedenste Designansätze und die daraus resultierenden C++ Implementierungen
• Port-Design
  • Grundkonzept und Nutzen
  • Port-Design-Varianten und deren C++ Implementierungen
• Zustandsfolgeautomaten-Design
  • Modellierung von Zustandsfolgeautomaten mit der UML (Unified Modeling Language)
  • Vererbung/Generalisierung von Zustandsfolgeautomaten
  • Verschachtelte Zustandsfolgeautomaten
  • Dynamische Zustandsfolgeautomaten
  • C++ Implementierungsvarianten: Switch-Case, Tabelle, State-Pattern, komplett objektorientierter Ansatz
• Speichermanagement
  • Dynamisches Speichermanagement - Herausforderungen und Lösungen
  • Memory Arena Pattern
  • Pool Allocation Pattern
  • C++ Implementierungsbeispiele
• Manager Pattern
  • Gemeinsam managebare, über die Software verteilte Aufgaben
  • Grundkonzept und Nutzen
  • Anpassbarkeit und Erweiterbarkeit bei wachsenden Softwarearchitekturen
  • C++ Implementierungsbeispiele
• Input-/Output-Dispatcher
  • Grundkonzept und Nutzen
  • Anwendung für Ereignisse (Events) und Nachrichten (Messages)
  • Visitor Pattern
  • Observer Pattern
  • C++ Implementierungsbeispiele
• Hardwaretreiber und Interrupts
  • Architektur und Design für komplett eigenentwickelte Treiber mit C++
  • Architektur und Design mit Anwendung der durch den Mikrocontroller-Hersteller gelieferten C-Treiber mit C++
  • Mikrocontroller- und Board-Peripherietreiber
  • Architektur und Design für das Interrupt Management
  • Simulationsansätze
  • Konkrete Beispiele bis zur C++ Implementierung
• Embedded-/Echtzeit-Betriebssystemanwendung
  • Taskdesign für Single- und Multicore
  • Betriebssystem-Abstraktion (OSAL Operating System Abstraction Layer) mit C++
  • Time-Triggered Scheduling
  • Konkrete C++ Implementierungsbeispiele zusammen mit FreeRTOS
• Domänengetriebene Architektur (DDA) – Designansätze
  • Layer Pattern
  • Architektur, Design und Implementierung mit C++
  • Konkretes Sensorbeispiel
• Serviceorientierte Architektur (SOA) – Designansätze
  • Broker Pattern
  • Architektur, Design und Implementierung mit C++
  • Konkretes Sensorbeispiel
• Praktische Übung
  • Die vorgegebene Embedded-Softwarearchitektur wird passend zu den Theoriethemen in Designschritten verfeinert, danach mit modernem C++ codiert und auf einem Embedded-Target getestet und ausgeführt.
• MicroConsult PLUS
  • Sie erhalten Übersichten zu Embedded-Software-Architektur-Patterns, Embedded-Software-Design-Patterns, UML, SysML.
  • Sie erhalten zudem alle Beispiele aus den Theoriekapiteln und die Übungslösung in elektronischer Form.

Lernziele

• Die Teilnehmenden sind nach dem Seminar in der Lage, Embedded-Softwarearchitekturen zu verstehen, selbstständig im Design zu verfeinern und mit modernem C++ zu implementieren. Durch die Anwendung dererlernten Design-Patterns und -Prinzipien erhöht sich die Softwarequalität bei verkürzter Entwicklungszeit.

Zielgruppe

• Software-Entwickler, Software-Architekten, Software-Designer, Softwareteam-Mitglieder aus dem Produktumfeld der Embedded-, Echtzeit- und Firmware-Softwareentwicklung

Voraussetzungen

• C++ Kenntnisse und praktische Erfahrung; Betriebssystem-Kenntnisse sind von Vorteil