Entwurfsmethodik Eingebetteter Systeme

Modulgruppe: Systementwurf

Ziel dieses Moduls ist es, (angehenden) Ingenieuren und Informatikern das formal mathematische und methodische Rüstzeug zu liefern, Echtzeitfehler in eingebetteten Computern vorherzusagen und zu vermeiden.

Präsenztermin:

• Freitag, 26. Januar 2018

Einführung in das Modul

  

Modulhandbuch

Das Modulhandbuch finden Sie hier.

Inhalte des Moduls

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

Lernziele

  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.

Lernsetting

Das Online-Studium findet im Selbststudium und in Form von Gruppenarbeit statt. Für das Selbststudium stehen Video-Vorlesungen, die Ihnen die Modulinhalte anschaulich darlegen, und ein ausführliches Skript bereit. Das Skript ist nach dem didaktischen Konzept der Universität Ulm für berufsbegleitend Studierende aufbereitet: es enthält beispielsweise Lernstopps, Multiple und Single Choice Fragen, Quizzes, Übungen, etc.

Ihr Mentor wird Ihnen in regelmäßigen Abständen Online-Sprechstunden in Form von Seminaren anbieten, die Ihnen bei der Bearbeitung der Übungsblätter helfen und Sie somit bei der Erarbeitung des Lernstoffs unterstützen. Außerdem steht ein weiteres Forum für den Austausch der Studierenden untereinander bereit.

Leseprobe des Studienbriefs

Leseprobe des Studienbriefs

Voraussetzungen

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

Technische Voraussetzungen für die E-Learning-Lerneinheiten

Mindestens erforderlich sind:

  • Ein auf Windows 7 oder neuer, Linux oder OS X 10.9 basierender Desktop-Rechner oder Notebook
  • Aktuelle Version von Mozilla Firefox, Google Chrome, Safari oder Internet Explorer (11 oder neuer)
  • Aktuelle Version des Adobe Flash Plugin im Browser (lediglich für Online-Sprechstunde bzw. Online-Webinar benötigt)
  • Internet-Zugang via xDSL, Cable, LTE oder besser mit mindestens 2 Mbit/s in Downstream- und 192 kbit/s in Upstream-Richtung ("DSL 2000")

Empfohlen wird:

  • Ein auf Windows 7 oder neuer, Linux oder OS X 10.9 basierender Desktop-Rechner oder Notebook, Dual-Core oder mehr, 2 GHz oder mehr
  • Aktuelle Version von Mozilla Firefox, Google Chrome, Safari, IE 11 (oder neuer)
  • Aktuelle Version des Adobe Flash Plugin im Browser (lediglich für Online-Sprechstunde bzw. Online-Webinar benötigt)
  • Internet-Zugang via xDSL, Cable, LTE oder besser mit mindestens 6 Mbit/s in Downstream- und 576 kbit/s in Upstream-Richtung ("DSL 6000")

Leistungsnachweise

Die regelmäßige Teilnahme an Online-Foren unterstützt Sie bei der Erarbeitung der in kontinuierlichen Zeitabständen zu erarbeitenden und bei Ihrem Mentor abzugebenden Übungen. Das Bestehen dieser studienbegleitenden Übungen ist Voraussetzung für die Teilnahme an der mündlichen Abschlussprüfung an der Universität Ulm. Detaillierte Informationen entnehmen Sie bitte der Modulbeschreibung im Modulhandbuch.

Zertifizierung

Bei erfolgreichem Abschluss des Moduls erhalten Sie ein Zertifikat sowie ein Supplement, das die Inhalte des Moduls als Übersicht auflistet. Im Supplement bestätigt Ihnen der Modulverantwortliche das Äquivalent von 6 Leistungspunkten nach ECTS.

Gebühren und Entgelte

Die Studiengebühren der Module für immatrikulierte Studierende bzw. die Teilnahmeentgelte für die Belegung von Einzelmodulen im Kontaktstudium finden Sie auf der Seite zur Modulübersicht.

Dozent

Prof. Dr.-Ing. Frank Slomka
Direktor des Instituts für Eingebettete Systeme/Echtzeitsysteme

Mentor

Dipl.-Inf. Steffen Moser
Wissenschaftlicher Mitarbeiter im Institut für Eingebettete Systeme/Echtzeitsysteme

  

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