CAS Embedded Linux und Android

Transkript

1 CAS Embedded Linux und Android Frühlingssemester 2015

2 Inhaltsverzeichnis 1 Abstract 3 2 Umfeld und Motivation 3 3 Zielgruppe 3 4 Ausbildungsziele 3 5 Voraussetzungen 3 6 Kursübersicht 4 7 Kompetenzprofil 5 8 en Kooperatives Multitasking B uild-environment, Tools und Chains C-Refresh Embedded Android Entwicklung von Linux Kernel Treibern Integrationsprojekt 7 9 Kompetenznachweise, Qualifikation 8 10 Lehrmittel 8 11 Dozierende 8 12 Organisation 9 13 Termine 9 Study Guide CAS EBX Frühlingssemester /10

3 1 Abstract The Internet of Things, Android auf Consumer Electronics Devices, flexible Embedded Lösungen, allen ist eins gemeinsam: Ohne Open Source-Tools und -Plattformen, im speziellen Linux, wären diese kaum möglich. Das CAS EBX vermittelt das notwendige Know-How im Detail. 2 Umfeld und Motivation Linux bildet heute die Basis für viele Embedded Lösungen. Der Umstieg auf Multipurpose Plattformen, eventuell sogar von 8-Bit basierten Systemen, öffnet viele neue Möglichkeiten. Allerdings ändern sich dadurch auch die Rahmenbedingungen eines Projekts. Beispielsweise muss eine neue Entwicklungsplattform aufgebaut, die Multiprocessing-Fähigkeiten eines modernen Betriebsystems ausgenutzt oder Android als Basis für das Benutzerfrontend eingesetzt werden. Das CAS vermittelt Konzepte und Methoden der Embedded Entwicklung, sowie deren Umsetzung mit Linux und Android. 3 Zielgruppe Software- und Hardware-Entwickler sowie Ingenieure im Embedded Bereich, welche sich fundierte Kenntnisse über die Entwicklung von Embedded Produkten mit Linux aneignen wollen. 4 Ausbildungsziele Die Teilnehmenden: erwerben fundierte Kenntnisse zur Konzeption, Planung und Design von Embedded Systemen. setzen Linux als Entwicklungsplattform und Technologie professionell zur Realisierung von Embedded Systemen ein. können evaluieren in welchem Kontext Android als Teil einer Embedded-Lösung Vorteile bringt. 5 Voraussetzungen Es gelten die allgemeinen Zulassungsbedingungen gemäss Studienreglement. Erfahrung im Umgang mit einem Linux- oder anderen UNIX-System inkl. Shell sind zwingend notwendig. Bestehende Kenntnisse der Programmiersprache C oder einer äquivalenten Programmiersprache. Grundlegende Kenntnisse von UML als Design-Werkzeug, insbesondere Aktivitätsdiagramm, Sequenzdiagramm und Zustandsdiagramm. Vorkenntnisse im Bereich der Embedded und Real-Time Systeme sind von Vorteil. Falls Sie sich vorgängig in das Verwenden der Linux-Shell einarbeiten möchten, empfehlen wir mindestens Kapitel 6 und 7 des Openbook Rheinwerk-Verlag zu lesen. Study Guide CAS EBX Frühlingssemester /10

4 6 Kursübersicht Kurs/Lehreinheit Präsenz (Lekt ionen) Projekt (Stunden in Eigenorganisation) Dozierende Kooperatives Multitasking 28 Rolf Lanz, Philippe Seewer Build-Environment, Tools und Chains 24 Martin Aebersold C-Refresh 16 Ivo Oesch Embedded Android 16 Martin Aebersold Entwicklung von Linux Kernel Treibern 48 Philippe Seewer Integrationsprojekt ~100 Tot al 132 ~100 Das CAS umfasst insgesamt 12 ECTS Punkte. Für die einzelnen Kurse ist entsprechend Zeit für Selbststudium, Prüfungsvorbereitung etc. einzurechnen. Study Guide CAS EBX Frühlingssemester /10

5 7 Kompetenzprofil Legende: 1. Kenntnisse von Begriffen, Definitionen und Regeln; Faktenwissen 2. Verstehen von Zusammenhängen, Erklären von Sachverhalte erklären können 3. Anwendung des Wissen in einfachen Situationen 4. Analyse der eigenen Lösung 5. Synthese neuer Lösungen und Anwendung in komplexen Situationen 6. Beurteilung der Anwendbarkeit für bestimmte Probleme und Situationen, methodische Abwägung und Evaluation von Alternativen, Beziehungen zu anderen Fachgebieten Study Guide CAS EBX Frühlingssemester /10

6 8 en Nachfolgend sind die einzelnen Kurse dieses Studienganges beschrieben. Angaben zu Terminen und Kompetenznachweisen sind ab Studienbeginn verbindlich. 8.1 Kooperatives Multitasking Die Teilnehmenden kennen das Problem-Umfeld eines Multitasking- Betriebssystems und kennen die notwendigen Methoden und Werkzeuge dies optimal umzusetzen. Themen Architektur von Embedded-Lösungen Multitasking, Synchronisation, Kooperation Design von Anwendungen mit Parallelität Umsetzung unter Linux Lehrmittel Skript, das alle wesentlichen Lerninhalte umfasst 8.2 Build-Environment, Tools und Chains Die Teilnehmenden verstehen die Funktionsweise aller beteiligten Toolchains und sind in der Lage, ein Embedded System mit Hilfe der GNU- Tools zu erstellen, zu konfigurieren und zu testen. Themen Einführung in die GNU Tools (gcc, make, etc.) Aufbau, Installation und Unterhalt der Cross-Compile Umgebung Aufbau und Unterhalt eines Root-Filesystems Konfiguration des Bootsystems, Device-Tree, Hardware-Integration Lehrmittel Skript, das alle wesentlichen Lerninhalte umfasst 8.3 C-Refresh Die Teilnehmenden sind in der Lage die Programmiersprache C produktiv einzusetzen. Themen Repetition Grundlagen C Komplexe Datenstrukturen (Structs, Union, Bitfelder) Pointer, Pointerarithmetik und -operationen File I/O Lehrmittel Skript, das alle wesentlichen Lerninhalte umfasst Study Guide CAS EBX Frühlingssemester /10

7 8.4 Embedded Android Die Teilnehmenden verstehen den Aufbau von Embedded Android, können dieses produktiv einsetzen und sind insbesondere in der Lage zu entscheiden, bei welchen Projekten es sinnvoll ist, ein Embedded Android einzusetzen. Themen Gesamtarchitektur und Einführung in das Open Source Project (AOSP) Übersicht SDKs, NDKs, Emulator und Debugger Portieren und Integration in ein Embedded-Linux Lehrmittel Skript, das alle wesentlichen Lerninhalte umfasst 8.5 Entwicklung von Linux Kernel Treibern Die Teilnehmenden verstehen den Linux-Kernel und können diesen konfigurieren und kompilieren. Sie sind in der Lage, eigene Treiber für den Hardware-Zugriff zu entwickeln und in eine Applikation zu integrieren. Themen Aufbau/Struktur des Kernels Features, Konfiguration und Kompilation des Linux-Kernels Grundlagen Kernel-Module, Zugriff auf die Hardware, Kommunikation mit Userspace Interrupts, Kernel-Threads, Blocking/Nonblocking-IO Concurrency und Synchronisation im Kernel Lehrmittel Skript, das alle wesentlichen Lerninhalte umfasst 8.6 Integrationsprojekt Thema Die Studierenden können die Inhalte aller Kurse in einem eigenen Projekt umsetzen. Entwicklung einer grösseren Embedded-Applikation. Study Guide CAS EBX Frühlingssemester /10

8 9 Kompetenznachweise, Qualifikation Für die Anrechnung der 12 ECTS-Punkte ist das erfolgreiche Bestehen der Kompetenznachweise (Prüfungen, Projektarbeiten) erforderlich, gemäss folgender Aufstellung: Kompetenznachweis Gewicht Art der Qualifikation Erfolgsquote St udierende Kooperatives Multitasking 1 Prüfung 0-100% Build-Environment, Tools und Chains 1 Prüfung 0-100% C-Refresh 1 Prüfung 0-100% Embedded Android 1 Prüfung 0-100% Entwicklung von Linux Kernel Treibern 2 Prüfung 0-100% Integrationsprojekt 4 Gruppenarbeit 0-100% Gesamtgewicht 10 Gesamterfolgsquote 0 100% ECTS Not e A bis F Jeder Studierende kann in einem Kompetenznachweis eine Erfolgsquote von 0 bis 100% erarbeiten. Die gewichtete Summe aus den Erfolgsquoten pro Thema und dem Gewicht des Themas ergibt eine Gesamterfolgsquote zwischen 0 und 100%. Die Gesamterfolgsquote wird in eine ECTS Note A bis E umgerechnet, gemäss Studienreglement. Weniger als 50% Gesamterfolgsquote ergibt eine ungenügende Note F. 10 Lehrmittel Ergänzende Lehrmittel werden jeweils bei Start der Einzelkurse bekanntgegeben. Die Beschaffung liegt im Ermessen der Studierenden. 11 Dozierende Vorname Name Firma Philippe Seewer BFH philippe.seewer@bfh.ch Rolf Lanz BFH rolf.lanz@bfh.ch Martin Aebersold BFH martin.aebersold@bfh.ch Ivo Oesch BFH ivo.oesch@bfh.ch Study Guide CAS EBX Frühlingssemester /10

9 12 Organisation CAS-Leitung: Philippe Seewer Tel: CAS-Administration: Andrea Moser Tel: Termine Daten: KW bis KW Montag, von 08:30 Uhr bis 16:15 Uhr Für das Integrationsprojekt ist genügend Zeit einzuplanen, siehe Kursübersicht. Study Guide CAS EBX Frühlingssemester /10

10 Dokumenteninformation Study Guide CAS EBX FS Die Inhalte und Angaben in diesem Study Guide können sich bis zum Studienstart noch verändern. Berner Fachhochschule Technik und Informatik Weiterbildung Wankdorffeldstrasse 102 CH-3014 Bern Telefon ti.bfh.ch/weiterbildung ti.bfh.ch/cas-ebx Study Guide CAS EBX Frühlingssemester /10