Proseminar: Technische Anwendungen der Informatik: Hardware- und Software-Entwicklung Eingebetteter Systeme

Lehrstuhl Technische Informatik
Dozenten Prof. Dr. Rosenstiel
K√ľhn
Eichelberger
Raum F122
Vorbesprechung         15.10.2014, 16.00 Uhr, F122
Umfang 2 SWS / 4 LP
Eintrag im LSF Technische Anwendungen der Informatik: Hardware- und Software-Entwicklung Eingebetteter Systeme

Beschreibung

In diesem Proseminar sollen die Grundlagen wissenschaftlichen Arbeitens an Hand von aktuellen Themen der Hardware- und Software-Entwicklung Eingebetteter Systeme (ES) erlernt werden. Das Proseminar ist f√ľr Bachelorstudenten vorgesehen. Es gliedert sich in zwei Hauptthemen:

Entwicklung von eingebetteter Hardware

Anders als Desktop Hardware werden eingebettete Systeme h√§ufig f√ľr spezielle Anwendungen in extremen Umgebungen entwickelt. Einige Anwendungsfelder (Automotive, Aerospace, ‚Ķ) erfordern sehr starke physikalische Robustheit gegen√ľber Temperatur, Strahlung, thermische und elektrische Spezifikationen etc. Andere Anwendungsfelder ben√∂tigen neben Energieeffizienz und Spitzenleistung auch extrem stromsparende Modi zur Steigerung der Akkulaufzeit (z.B. Mobiltelefone, Tablets ‚Ķ). Dieser Teil des Seminars behandelt folgende Themenvorschl√§ge (immer nur ein Aspekt):

  • Entwicklung eingebetteter Systeme mittels rekonfigurierbarer Hardware (FPGA, Zynq, CGRA/DRPs, ARM Prozessoren, ‚Ķ )
  • M√∂glichkeiten zur H√§rtung von Halbleiter-basierten Systemen (Duplikations-basierte Techniken DWC/TMR, Checker-basierte Methoden z.B. Pr√ľfsummen, Dynamische Funktionale Verifikation, technologische Aspekte wie Transistor Dimensionierung, Speicherzellen Design etc.)
  • Grundlagen des ES Hardwareentwurfs (ASIC)
  • Eigenschaften innovativer Halbleiterprozesse zur Fertigung von energieeffizienten Hochleistungschips (STMicro‚Äôs 28nm Prozess und dessen Eigenschaften, Nutzung moderner Prozesse mit z.B. Dynamischer Spannungs- und Frequenzanpassung unter Ausnutzung und Abw√§gung von Substratvorspannung etc.)

 

Entwicklung und Testen von eingebetteter Software

Eingebettete Software wird h√§ufig in sicherheitskritischen Anwendungen eingesetzt. Fehler in eingebetteter Software k√∂nnen unerw√ľnschte oder sogar gef√§hrliche Situationen verursachen. Daher ist es wichtig, dass eine Software fehlerfrei und robust ausgef√ľhrt werden kann (z.B. eine ABS-Steuersoftware).  Hierf√ľr ist ein systematischer Entwicklungsprozess der Software bedeutend. Fundament einer qualitativ hochwertigen Software ist die Entwicklung basierend auf bew√§hrten Architektur- und Entwurfsmustern. Zur Sicherstellung der Ausfallsicherheit sind automatisierte Test- und Verifikationsverfahren notwendig. Dieser Teil des Seminars behandelt folgende Themenvorschl√§ge:

  • Entwicklungsprozessmodelle f√ľr eingebettete Software
  • Architekturen und Entwurfsmuster f√ľr eingebettete Software
  • Beschreibungssprachen f√ľr eingebettete Software
  • Testgetriebene Entwicklung eingebetteter Software
  • Modell-basiertes Testen
  • Runtime Verification


Gerne können auch eigene Themenvorschläge der Studenten bearbeitet werden.

Bemerkung

Der Umfang des Proseminars beinhaltet die Erstellung einer Ausarbeitung (in Form eines fiktiven Konferenzbeitrags) sowie eines Vortrags, wie er √ľblicherweise in diesem Kontext gehalten wird. Die Benotung erfolgt zu 2/3 √ľber die Proseminararbeit und zu 1/3 √ľber den Vortrag. Details zu den Kriterien werden bei der Vorbesprechung bekanntgegeben.

Die Vorbesprechung des Seminars findet am 15.10.2014 von 16:00-18:00 Uhr in Raum F122 H√∂rsaal 2 statt. Wir erbitten eine vorherige Anmeldung per E-Mail bei den Dozenten (K√ľhn oder Eichelberger).