Embedded Systems
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Embedded System
Prof. Dr. Richard Roth
Sommersemester 2006
Wahlpflichtfach, 4SWS – Vorlesung und Übung
Projektarbeit, schriftliche Prüfung
Voraussetzungen:
Kenntnisse in Programmieren (C und/oder Assembler)
Grundlegendes Verständnis über den Aufbau und die Arbeitsweise von Digitalrechnern
Embedded Systems
Ziele:
• Verstehen der grundlegenden Konzepte und besonderen Belange von "Eingebetteten Systemen"
• Verstehen der Prinzipien der technischen Realisierung von ES im Kontext von Hardware/Software Co-Design
• Kennen lernen von Methoden zur formalen Beschreibung, Modellierung und Bewertung von ES auf unterschiedlichen Abstraktionsebenen
Inhalte:
Grundlagen eingebetteter Systeme, Architektur eingebetteter Systeme, Übersicht über Mikrocontroller, spezielle µC: C167 von Infineon und S12X von Freescale,
Entwicklungsumgebung µVision von Keil, Aktoren, Sensoren, Datenkommunikation in eingebetteten Systemen, Hardware/Software Co-Design
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Literatur zur Vorlesung EMS
[BeAr 02] BERGER,ARNOLD S:Embedded Systems Design An Introduction to Processes, Tools & Techniques CMP Book, 2002, ISBN: 1-57820-073
[BeHa 04] BEIERLEIN,TH.;HAGENBRUCH,O.:Taschenbuch Mikroprozessoren Fachbuchverlag Leipzig, 2004
[Bo 06] Böhm, O.; Aspectorientierte Programmierung mit AspectJ5 dpunkt.verlag 2006
[BrUn 02] BRINKSCHULTE;UNGERER.:Mikrocontroller und Mikroprozessoren Springer 2002
[HePa 94] HENNESSY,J.L.;PATTERSON,D.A.:Rechnerarchitektur Vieweg & Sohn, 1994
[Inf 00] C167CS Derivatives; Users´s Manual V2.0, Infineon Technologies, July 2000,
[Inf 01] C167CS-4R; C167SC-L, Data Sheet V2.2 Infineon Technologies, Aug. 2001,
[Kl 00] KLAUS,R.: Der Mikrokontroller C167 Hochschulverlag an der ETH Zürich, 2000
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[Ma 01] MÄRTIN,C.:Rechnerarchitekturen
Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, 2001
[Mu 02] Mutschler, P.: Vorlesung Mikrokontroller C167, Echtzeitanwendungen
http://www.srt.tu-darmstadt.de/pub/edu/c167.html
[Schm 00] SCHMITT,G.: Mikrocomputertechnik mit dem Controller C167 Oldenbourg Wissenschaftsverlag, 2000
[Schu 04] Schürmann, B.: Vorlesung Eingebettete Systeme http://wwwags.informatik.uni-kl.de/lehre/ss04/EES/
[TaGo 01] TANENBAUM,A.S.;GOODMAN,J.:Computerarchitektur Pearson Studium, 2001
[Th 02] THIELE,L.: Vorlesung Eingebettete Systeme
http://www.tik.ee.ethz.ch/tik/education/lectures/ES/SS02/
[VaGi 02] VAHID,F.;GIVARGIS,T.: Embedded Systems Design A Unified Hardware/Software Introduction
John Wiley & Sons, 2002, ISBN 0-471-38678-2
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• Im Jahr 2000 wurden weltweit 8 288 300 000 Prozessoren verkauft –
davon ungefähr 150 Millionen für "interaktive System" (z. B.: PCs, Workstations,..) der Rest (98%) war für "Embedded Systems"
(D. Tennenhouse, Proactive Computing. Communications of the ACM, 43(5):43-50, May 2000)
• Analysten schätzen, dass im Jahre 2010 etwa 90% aller existierender Software für
"eingebettete Systeme" ist
• Das Zeitalter des PCs ist zu Ende...?
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Beispiele eingebetteter Systeme:
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Eigenschaften:
• Heterogenität:
ES bestehen oft aus unterschiedlichen Hardware- und Softwarekomponenten, Sensoren und Aktoren. Sie reagieren und erzeugen unterschiedliche Datenarten:
>> Einzelne, asynchrone Ereignissse (Interrupt)
>> Asynchrone Meldungen (Signalisierung und Daten)
>> kontinuierliche Datenströme, z.B. Messungen
• Echtzeit.
ES werden oft in zeitkritischen Anwendungen eingesetzt, bei denen die Antwort innerhalb bestimmter Zeitschranken erforderlich ist.
• Reaktivität:
ES sind oft dazu bestimmt, Funktionen als Antwort auf bestimmte Stimuli auszuführen.
• Zuverlässigkeit:
Oft müssen zeitkritische Informationen in autonomen Teilsystemen unter Einhaltung von Zeitschranken verarbeitet und zuverlässig ausgetauscht werden.
• Verteilte Implementierung:
Die Komponenten eine ES kommunizieren oft über ein gemeinsames Kommunikationssystem.
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