Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg  /   Technische Fakultät  /   Department Informatik

Verlässliche Echtzeitsysteme (SS 2018)


Eingebettete Systeme durchdringen praktisch alle Bereiche des täglichen Lebens. Immer häufiger übernehmen diese Echtzeitsysteme Aufgaben, welche hohe Anforderungen an die funktionale Sicherheit stellen. Beispiele hierfür sind Fahrerassistenzsysteme in modernen Automobilen, medizinische Geräten, Prozessanlagen oder Flugzeugen. Fehlfunktionen in diesen Anwendungen ziehen mitunter katastrophale Konsequenzen nach sich: finanziell, materiell bis hin zu Personenschäden. Die Entwicklung sicherer und robuster Systeme gewinnt daher in der Forschung und Entwicklung zunehmend an Bedeutung.

News

7.06.2018: Hier ist der Demonstrator der APRON Abstract Domain Bibliothek. (pw)
19.05.2018: Das FAIL*-Shootout ist jetzt online. (§)
22.04.2018: Wie angekündigt findet am 23.04. um 14.15 Uhr am Termin der Tafelübung eine eingeschränkte Rechnerübung im Raum 00.156-113 statt. (§)
12.04.2018: Das Formular zur Gruppenanmeldung ist jetzt verfügbar.
Für Fragen während der Rechnerübung bitte die CipMap nutzen. (§)
26.03.2018: Bitte beachtet: Der Übungsbetrieb beginnt gleich in der ersten Semesterwoche mit der Tafelübung am Montag den 9.4.2017 um 14:15 im Raum 0.031 (Aquarium) (§)
26.03.2018: Die Übungsanmeldung ist ab jetzt im Waffel möglich (§)
26.03.2018: Vorläufige Version der Website online (§)

Inhalt der Vorlesung

Während sich die Echtzeitsysteme den zeitlichen Aspekten der Systementwicklung widmet, rücken in Verlässliche Echtzeitsysteme Methoden und Techniken für die Entwicklung zuverlässiger Systeme in den Mittelpunkt - schließlich ist Rechtzeitigkeit keine hinreichende Eigenschaft sicherheitskritischer Systemen. Beide Veranstaltungen sind unabhängig voneinander durchführbar, ergänzen sich jedoch in optimaler Weise. Ziel der Vorlesung ist die zuverlässige Entwicklung von Software (frei von internen Fehlern) ebenso wie die Entwicklung zuverlässiger Software (robust gegenüber äußeren Fehlern). Im Fokus steht hierbei weniger die Vermittlung von theoretischer Grundkenntnisse, sondern vielmehr deren praktischer Einsatz in Form von:

  • Fehlersuche und -vermeidung: funktional, räumlich und zeitlich,
  • unter Einsatz existierender Werkzeuge und Methoden wie sich auch in der Industrie zum Einsatz kommen.
  • Robuste Echtzeitsysteme durch Fehlertoleranz und Verteilung
Auf diese Weise wird ein Fundament für die konstruktive Umsetzung verlässlicher Echtzeitsysteme gelegt werden. Dieses Modul vermittelt daher fundierte Anknüpfungspunkte für die Entwicklung verlässlicher Echtzeitsysteme.

Weitere Informationen zur Vorlesung...

Inhalt der Übung

Im Rahmen der Übungen werden ausgewählte Vorlesungsinhalte im Sinne der praktischen Anwendung und Vertiefung angewandt. Zum Einsatz kommen hierbei sowohl aktuelle Ansätze und Methoden aus der Forschung, als auch Werkzeugen und Techniken aus dem industriellen Umfeld. Hierzu zählt insbesondere auch die Fehlersuche mittels Debugger und die Codeanalyse mit der ait Toolchain (WCET-Analyse, Stack-Analyse, Abstrakte Interpretation mit ASTREE*).

Weitere Informationen zur Übung...

Dozenten und Betreuer

Dr.-Ing. Peter Ulbrich Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Schröder-Preikschat Peter Wägemann, M.Sc. Simon Schuster, cand. M.Sc. Florian Schmaus, M.Sc. Phillip Raffeck, B.Sc.

Terminübersicht (Wochenplanung)

Mo Di Mi Do Fr
08:00
09:00
10:00
11:00
12:00
12:15 - 13:45
RÜ EZS2
(Schuster)
02.151a-113
12:15 - 13:45
RÜ EZS2
(Schuster)
02.151a-113
13:00
14:00
14:15 - 15:45
Ü EZS2
(Schuster)
0.031-113
14:15 - 15:45
Ü EZS2
(Schuster)
00.156-113
14:15 - 15:45
EZS2
(Wägemann)
0.031-113
15:00
16:00
17:00

Überschneidung: Mo von 14:15 bis 15:45

Terminübersicht (Semesterplan)

Ablauf von Vorlesung und Übungsaufgaben im Überblick: Die Abgabe der Aufgaben findet im Rahmen der regulären Übung statt und erfolgt durch Demonstration eurer Lösung am Rechner.

KWMoDiMiDoFrThemen
15 09.04 10.04 11.04 12.04 13.04 Tafelübung 1: Organisation
Tafelübung 1: Einführung in den Umgang mit git
Vorlesung 1: Organisation
Vorlesung 1: Einleitung
Tafelübung 1 Vorlesung 1
Ausgabe A1
16 16.04 17.04 18.04 19.04 20.04 Tafelübung 2: Implementieren eines Filters mit Festkommaarithmetik
Vorlesung 2: Grundlagen
Tafelübung 2 Vorlesung 2
Ausgabe A2
17 23.04 24.04 25.04 26.04 27.04 Vorlesung 3: Fehlertoleranz durch Redundanz
Fester Termin A1
Vorlesung 3
18 30.04 01.05 02.05 03.05 04.05 Tafelübung 3: Triple Modular Redundancy
Vorlesung 4: Codierung
Tafelübung 3 Tag der Arbeit Vorlesung 4
Ausgabe A3 Fester Termin A2
19 07.05 08.05 09.05 10.05 11.05
Christi Himmelfahrt
20 14.05 15.05 16.05 17.05 18.05 Tafelübung 4: EAN Codes und Fehlerinjektion
Vorlesung 5: Fehlerinjektion
Tafelübung 4 Vorlesung 5
Ausgabe A4
21 21.05 22.05 23.05 24.05 25.05 Vorlesung 6: Dynamisches Testen
Pfingsmontag Bergdienstag Fester Termin A3
Vorlesung 6
22 28.05 29.05 30.05 31.05 01.06 Tafelübung 5: Testen
Tafelübung 5 Fronleichnam
Ausgabe A5
23 04.06 05.06 06.06 07.06 08.06 Vorlesung 7: Grundlagen der statischen Programmanalyse
Fester Termin A4
Vorlesung 7
24 11.06 12.06 13.06 14.06 15.06 Tafelübung 6: Wiederholung
Vorlesung 8: Verifikation nicht-funktionaler Eigenschaften: Stack- und WCET-Analyse
Tafelübung 6 Fester Termin A5
Ausgabe A6 Vorlesung 8
25 18.06 19.06 20.06 21.06 22.06 Vorlesung 9: Verifikation funktionaler Eigenschaften: Design-by-Contract
Vorlesung 9
26 25.06 26.06 27.06 28.06 29.06 Tafelübung 7: Stackverbrauchs Analyse
Vorlesung 10: Fallstudie Reaktorschutzsystem
Tafelübung 7 Fester Termin A6
Ausgabe A7 Vorlesung 10
27 02.07 03.07 04.07 05.07 06.07 Vorlesung 11: Industrievortrag
Fester Termin A7
Vorlesung 11
28 09.07 10.07 11.07 12.07 13.07 Vorlesung 12: Zusammenfassung & Fragestunde
Vorlesung 12

Prüfung

In der Veranstaltung kann u.a. in folgenden Prüfungen verwendet werden:

  • Bachelor/Master: Modul Echtzeitsysteme 2 mit 5 oder 7.5 ECTS
  • Kombinationsmodule mit 7.5, 10 oder 15 ECTS in Abhängigkeit vom Studiengang.

Für weitere Informationen zur Prüfung konsultieren Sie bitte Ihre Prüfungsordnung oder das Prüfungsamt.

Kontakt

Bei Fragen zu Vorlesung oder den Übungen wenden Sie sich bitte an die Mailingliste:
Dabei erreichen Sie unter i4ezs-owner@lists.cs.fau.de ausschließlich die Betreuer.
Für allgemeine Fragen, welche alle Teilnehmer betreffen, wie etwa Unklarheiten in der Aufgabenstellung, aber auch Bekanntmachungen unsererseits, existiert darüber hinaus die reguläre Mailingliste i4ezs@lists.cs.fau.de. Wir empfehlen allen Teilnehmern ausdrücklich die Anmeldung.