Prof. Wietzke (h_da) Watchdog Konzepte, Reset-Konzepte, Start-Up Strategien in Multithread/Multiprozess-Systemen.

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1 Embedded-Technologies Prof. Wietzke Die Veranstaltung widmet sich ausgewählten Kapiteln der Embedded Systeme. Ich habe versucht, gelegentlich für passende Themen Experten aus der Industrie oder aus eigenen Forschungsthemen zu gewinnen. Ich werde in jedem Block dabei sein und auch am Ende die (mündliche) Prüfung abhalten. Engagierte Studenten vorausgesetzt, wird die Veranstaltung lehrreich werden und Spaß machen Prof. Wietzke (h_da) Einführung in die Lehrveranstaltung, kleiner Exkurs über die Automotive Domäne, Komponenten-Architekturen, Frameworks, prinzipielle HW- Blockschaltbilder Prof. Wietzke (h_da) Watchdog Konzepte, Reset-Konzepte, Start-Up Strategien in Multithread/Multiprozess-Systemen Prof. Wietzke (h_da) Kontexte, Spaces. Linux/QNX, Unterschiede in Scheduling, Speicherverwaltung, Interrupts, ausgefallen wegen Vorverlegung des Donnerstags A. Knirsch (h_da) Überblick zum Erstellen von Embedded-Systemen, Startup Linux und Build eines Linux-Minimalsystems Teil A A. Knirsch (h_da) Werkzeuge zur Erstellung von Embedded-Applikationen (Anforderungen, Unit-Tests, Build-Umgebung, Compiler & Linker, Build-Automation und Compiler-Optimierungen) Teil B S. Kretschmer (Comlet) Start-Up eines QNX-Systems, Build eines QNX-Minimalsystems, Konzepte und Erstellung von Treibern, Ressource-Manager in QNX, kleiner Vergleich mit Linux Prof. Wietzke (h_da) Treiberkonzepte in Embedded Systemen Prof. Wietzke (h_da) Interrupts

2 Speicherkonzepte in Embedded Systemen, Flash, Rom, Ram, HDD, wie Booten Prof. Wietzke (h_da) Debugging Konzepte und Beispiele A. Knirsch (h_da) Ggf. Fortsetzung Embedded-Applikationen, Build eines Linux-basierten Embedded Systems mit Werkzeugunterstützung ( YOCTO) Teil C A. Knirsch (h_da) Static/Dynamic SW Checking (gcc, mudflap, Valgrind), SW Deployment, SW Konfigurationssysteme (perforce, git) Teil D S.Vergata (h_da) Virtual machines in Embedded Systemen Wietzke, Knirsch, Fischer (h_da) MultiCore Prof. Wietzke (h_da) Zusammenfassungen, Fragen/Antworten Ggf. schon an diesem Tag mündliche Prüfungen, nach Abstimmung Übungen: 1. Erstellen einer Minimalapplikation mit 2 Threads/Prozessen für Linux und QNX. Zum Laufen bringen. Speicher allokieren. 2. Watchdog 3. Build eines Minimal-Linux Systems, Knirsch-Übung 4. Knirsch-Übung 5. Linux Interrupts, UART 6. Build eines Minimal-QNX Systems, Interrupts, LED 7. MediaPlayer-Übung

3

4 Embedded-Technologies WP im Bachelorstudiengang für Informatik und Mechatronik, 5 ECTS, 2+2 Veranstaltung mit mündlicher Prüfung, Vertiefung für technische Systeme, graphische Systeme und Telekommunikation. Voraussetzungen: Programmieren I, II Es werden Kenntnisse der Hardware-nahen SW-Grundstrukturen vermittelt, die man zum Booten von Systemen und zur Startzeit-Optimierung braucht. Die Bootphasen von zwei Realtime-unterstützenden Betriebssystemen, Linux und QNX, werden erörtert. Der damit im Zusammenhang stehende Umgang mit Speicher, Systemstart aus FLASH oder RAM, Prinzipien wie XIP und verschiedene StandBy-Prinzipien werden erarbeitet. Soweit dafür erforderlich, werden auch Multicore-Systeme besprochen. In einem weiteren Block werden Grundstrukturen und -Implementierungen von Watchdogs und Systemüberwachungen eingeführt. Es werden eigene Tools zur Speichermessung und - Überwachung, Lastüberwachung und zum Profiling erarbeitet und implementiert. Remote- Debugging auf verschiedenen Targets und eigene Instrumentierungen werden erarbeitet. Auch die Frage, wie man verschiedene Programmierfehler findet, die zum Aufhängen oder Absturz des Systems führen, wird Gegenstand der Vorlesung und eines Praktikumsblocks sein. Die Ausnutzung paralleler Verarbeitungen in Multithread, Multiprozess und Multicore- Systemen und in Virtualisierungen ist Thema eines weiteren Vorlesungs- und Praktikumsblocks. Im zweiten Teil werden mehr applikative Aspekte erarbeitet. Ein Schwerpunkt ist die Anbindung von graphischen Systemen und ganzer HMIs, ein weiterer eine beispielhafte Navigations-Implementierung, moderne Bussysteme im embedded Bereich und schließlich ein Exkurs über Multimedia-Engines, der voraussichtlich von einem externen Experten (Dr. Cochlovius) der Firma Harman/Becker gehalten wird. Verantwortlich: Prof. Wietzke

5 Modul: Embedded Technologies Belegnummern: Sprache: deutsch Lehrform: V+P SWS: 2+2 CP: 5 Prüfung: mündliche Prüfung PVL / Praktikum: unbenotet Häufigkeit des Angebots: jedes Wintersemester (aktuell als Lehrveranstaltung angeboten) Erforderliche Vorkenntnisse: Programmieren I, II Lernziele: Beherrschung der Startphase eines Prozessorsystems (Linux, QNX), kleine Systemprogrammierungen, Debugging, Kenntnisse in der hardwarenahen Programmierung Lehrinhalte: Bootphase eines Systems, Speicherarchitekturen, Debugging und Profiling von Systemen, Watchdogs, Parallelisierung, Virtualisierung, Beispielapplikationen: Navigation, HMI, Grafik, Media-Engines, Bus-Systeme. Stoffplan: Typische HW-Architekturen von Embedded Systemen Aspekte von Linux und QNX Bootphase Linux/QNX-Build Real-time Debugging, Remote Debugging, Multiprozess-Debugging, Multicore- Debugging, Systemdebugging Watchdog-Konzepte Parallelisierung/Virtualisierung Bussysteme Grafikanbindungen Navigations-Engines MultiMedia-Engines Verwendbarkeit: Das Modul kann zur Bildung der Vertiefungsrichtungen TK, Technische Systeme und Graphische Datenverarbeitung verwendet werden. Es bietet eine gute Grundlage für eine berufliche Orientierung in hardwarenahe und in die System-Programmierung. Die Automobilindustrie und der Maschinenbau sind gute Beispiele für solche Einsatzgebiete. Literatur: Skript, Automotive Embedded Systeme; Wietzke, Tran; Springer Verlag, 2005 Real-Time Systems and Programming Languages; Burns, Wellings; Addison- Wesley, 2001, Real-Time Design Patterns; Douglas; Addison-Wesley, 2003 Arbeitsformen / Hilfsmittel: Vorlesung, Tafelübungen, Praktika, ggf. kleine Vorträge Fachbereich: I Lehrende: Wietzke, Hergenröther, Cochlovius (extern), Knirsch, Vergata, Holstein, Eckerth, Kretschmer Modulverantwortung: Joachim Wietzke

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