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

Verlässliche Echtzeitsysteme (SS 2019)


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

17.06.2019: Erinnerung: Am 17.06. findet plangemäß keine Vorlesung statt. (pu)
13.06.2019: Der Termin für die Zwischenabgabe für Aufgabe 5, also das Versenden der Warteschlangenimplementierung, wurde auf Dienstag, 18.06.2019, 23:59:59 CEST verschoben. (pr)
12.06.2019: Wie in den Tafelübungen bekannt gegeben findet am 13.06.2019 zum Termin der Tafelübung eine Rechnerübung statt. Da die CIP-Map für diesen Termin leider nicht konfiguriert ist bitte Fragen durch Handzeichen andeuten. (§)
24.05.2019: Das FAIL*-Shootout ist jetzt online. (§)
02.05.2019: Das Formular zur Gruppenanmeldung ist jetzt verfügbar.
Für Fragen während der Rechnerübung bitte die CipMap nutzen. (§)
24.04.2019: Die Übungsanmeldung ist ab der ersten Vorlesung im Waffel möglich (§)
19.04.2019: Bitte den Semesterplan beachten: Aufgrund des Feiertags findet die erste Vorlesung am Donnerstag den 25.04.2019 um 12:15 Uhr zum Termin der Tafelübung im Raum 0.031-113 ("Aquarium") statt (§)
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 Simon Schuster, M.Sc. Florian Schmaus, M.Sc. Phillip Raffeck, M.Sc, Florian Schmitt, B.Sc. Mirko Wagner, 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, 02.151b-113
12:15 - 13:45
RÜ EZS2
(Schuster)
02.151a-113
12:15 - 13:45
Ü EZS2
(Schuster)
0.031-113
13:00
14:00
14:15 - 15:45
EZS2
(Ulbrich)
0.031-113
15:00
16:00
17:00

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
17 22.04 23.04 24.04 25.04 26.04 Vorlesung 1: Organisation
Vorlesung 1: Einleitung
Vorlesung 1
18 29.04 30.04 01.05 02.05 03.05 Vorlesung 2: Grundlagen
Tafelübung 1: Organisation
Tafelübung 1: Einführung in den Umgang mit git
Vorlesung 2 Tag der Arbeit Tafelübung 1
Ausgabe A1
19 06.05 07.05 08.05 09.05 10.05 Vorlesung 3: Fehlertoleranz durch Redundanz
Tafelübung 2: Implementieren eines Filters mit Festkommaarithmetik
Vorlesung 3 Tafelübung 2
Ausgabe A2
20 13.05 14.05 15.05 16.05 17.05 Vorlesung 4: Codierung
Tafelübung 3: Triple Modular Redundancy
Vorlesung 4 Fester Termin A1
Tafelübung 3
Ausgabe A3
21 20.05 21.05 22.05 23.05 24.05 Vorlesung 5: Fehlerinjektion
Tafelübung 4: EAN Codes und Fehlerinjektion
Vorlesung 5 Fester Termin A2 Tafelübung 4
Ausgabe A4
22 27.05 28.05 29.05 30.05 31.05 Vorlesung 6: Dynamisches Testen
Vorlesung 6 Christi Himmelfahrt
23 03.06 04.06 05.06 06.06 07.06 Vorlesung 7: Grundlagen der statischen Programmanalyse
Tafelübung 5: Testen
Vorlesung 7 Fester Termin A3 Tafelübung 5
Ausgabe A5
24 10.06 11.06 12.06 13.06 14.06
Pfingsmontag Bergdienstag
25 17.06 18.06 19.06 20.06 21.06
Fester Termin A4 Fronleichnam
26 24.06 25.06 26.06 27.06 28.06 Vorlesung 8: Verifikation nicht-funktionaler Eigenschaften: Stack- und WCET-Analyse
Tafelübung 6: Stackverbrauchs Analyse
Vorlesung 8 Fester Termin A5 Tafelübung 6
Ausgabe A6
27 01.07 02.07 03.07 04.07 05.07 Vorlesung 9: Verifikation funktionaler Eigenschaften: Design-by-Contract
Tafelübung 7: Abstrakte Interpretation
Vorlesung 9 Tafelübung 7
Ausgabe A7
28 08.07 09.07 10.07 11.07 12.07 Vorlesung 10: Fallstudie Reaktorschutzsystem
Vorlesung 10 Fester Termin A6
29 15.07 16.07 17.07 18.07 19.07 Vorlesung 11: Industrievortrag
Vorlesung 11 Fester Termin A7
30 22.07 23.07 24.07 25.07 26.07 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.