Entwurfsmethodik Eingebetteter System - Seminar / Kurs von Universität Ulm

Auch wenn man sie nicht sieht – eingebettete Computersysteme sind überall. Bemerkt werden sie häufig erst dann, wenn sie ihren Dienst quittieren: Plötzlich bleibt man mit dem neuen und teuren Automobil hilflos am Straßenrand stehen, Türen im Einkaufszentrum öffnen oder schließen pünktlich zum Feierabendeinkauf nicht mehr automatisch, die Schranke im Parkhaus verharrt in geschlossenem Zustand und das Smartphone erreicht kein Funknetz. Neben Fehlern, die uns liebgewordene Komfortfunktionen rauben, können fehlerhaft ent­worfene Systeme gefährlich für Leib und Leben und außerdem sehr teuer werden. So ist bereits vorgekommen, dass Raketen mit teuren Satelliten an Bord gesprengt wurden, weil sie von ihrer Flugbahn abgekommen sind und damit zur Gefahr wurden. Einer der kosten­intensivsten Fehler in der Geschichte eingebetteter System resultierte in der Explosion einer Ariane-Rakete im Jahr 1996. Der Schaden in Höhe von über 370.000.000 $ wurde verursacht durch einen Variablenüberlauf. Dieser wiederum kam dadurch zustande, dass die Ariane 5-Rakete schneller beschleunigte als der Vorgänger Ariane 4.

Eingebettete System sind über die technischen Entwicklungen der letzten Jahrzehnte hinweg so komplex geworden, dass Methoden des rechnergestützten Entwurfs eingesetzt werden müssen. Dieses Modul behandelt die Modellbildung und die Analyse Eingebetteter Systeme, im Fokus steht der Entwurf eines einheitlichen Modells für ereignisgesteuerte Echtzeitsysteme.

Folgende Schwerpunkte werden behandelt:

• Modellbasierter Entwurf eingebetteter Systeme
• Zeit und Echtzeitsysteme
• Modellierung eingebetteter Systeme: Ereignismodelle und Graphen
• Intrinsische Analyse von Echtzeitsystemen
• Extrinsische Analyse von Echtzeitsystemen
• Komplexität und Approximationen der extrinsischen Analyse
• Optimierung und Entwurfsraumexploration

1. Im Modul "Entwurfsmethodik eingebetteter Systeme" lernen Sie, den modelbasierten Entwurf eingebetteter Systeme zu beschreiben und zu skizzieren.
2. Sie werden unterschiedliche Analyseverfahren zur Bewertung eingebetteter Systeme benennen und auseinanderhalten können.
3. Aus unterschiedlichen Methoden und Algorithmen zur Analyse des Echtzeitverhaltens lernen Sie die richtige Methode auszuwählen, um ein gegebenes Problem zu lösen.
4. Sie werden in der Lage sein, neue Methoden und Algorithmen zu konstruieren und deren Korrektheit zu beweisen.
5. Sie können die Komplexität der Algorithmen bestimmen und können Approximationen entwickeln.
6. Außerdem können Sie verschiedene Entwürfe eingebetteter Systeme bewerten und diese vergleichen.

Voraussetzung ist ein erster Hochschulabschluss.

Inhaltlich: Für die erfolgreiche Teilnahme an diesem Modul ist es wichtig, die Grundlagen der Rechnerarchitektur oder Architektur Eingebetteter Systeme zu kennen.