
Vorlesung Echtzeitsysteme

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| Lernziele Die Studierenden kennen unterschiedliche Klassen von Echtzeitsystemen. Sie verstehen die grundlegenden Prinzipien der Echtzeitprogrammierung und können diese in typischen Programmiersprachen umsetzen. Die Studierenden verstehen die relevanten Scheduling- und Synchronisationsverfahren, können die Methoden zum Nachweis der zeitlichen Korrektheit erläutern und auf Systeme mittlerer Komplexität anwenden, um den Nachweis der zeitlichen Korrektheit zur Systemauslegung zu führen. Die Studierenden sind fähig zum Umgang mit einem konkreten Echtzeitbetriebssystem in einem typischen Anwendungsgebiet wie Regelungstechnik, Signalverarbeitung, Echtzeitkommunikation, Automatisierung oder Robotik.
 Inhalt

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| Merkmale und Besonderheiten von Echtzeitsystemen (Definitionen, Einsatzbeispiele, Zeitbedingungen, Garantien, Zuverlässigkeit, Fehlertoleranz) |
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| Echtzeitbetriebssysteme und Echtzeitprogrammiersprachen (Echtzeit-Linux, Echtzeit in eingebetteten Systemen, Multitasking, Timer, Interrupts, Speicherverwaltung für Echtzeitsysteme, C/C++, RT-Java, anwendungsspezifische Programmiersprachen) |
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| Echtzeitprogrammierung und -modellierung (synchron, asynchron, Semaphore, Mutex, Condition Variable, FIFO, Mailbox, Event-Register, Design Pattern für Echtzeitsysteme, Ablaufmodellierung, Petri-Netze, UML) |
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| Scheduling in Echtzeitsystemen (Klassifikation von Schedulingverfahren, Echtzeit-Scheduling, Prioritäten, Termine, Analyse von Zeitanforderungen, Schedulability-Tests, Nachweis der zeitlichen Korrektheit, Rate Monotonic Scheduling, Rate Monotonic Analysis, Prioritätsinvertierung, Prioritätsvererbung, Priority Ceiling Protocol, Berechnung Blockadezeit, Earliest Deadline First, Overload-Situationen, Hybride Task Sets) |
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| Echtzeitkommunikation (Sensor/Aktor-Busse, Feldbusse, echtzeitfähiges Ethernet, ereignis/zeitgesteuerte Kommunikation, Echtzeit-CORBA) |
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| Anwendungen (alternativ) (Regelungstechnik, Signalverarbeitung, Multimedia, Automatisierung, Robotik, Fertigung) |
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