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

Verlässliche Echtzeitsysteme (SS 2017)


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

20.04.2017 Das FAIL*-Shootout ist jetzt online. (pw)
20.04.2017 Bitte beachtet: Der Übungsbetrieb beginnt gleich in der ersten Semesterwoche mit den Tafelübungen am Montag 24.4.2017 um 14:15 und Mittwoch 26.4.2017 um 10:15 jeweils in Raum 0.031-113. Da jeweils dasselbe Thema besprochen werden soll, hängt es von euch ab, welchen Termin ihr besucht. (tk)

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 Fehelrtoleranz 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.

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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*).

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Dozenten und Betreuer

Dr.-Ing. Peter Ulbrich Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Schröder-Preikschat Dipl.-Ing. Tobias Klaus Peter Wägemann, M.Sc. Florian Schmaus, M.Sc.

Terminübersicht (Wochenplanung)

Mo Di Mi Do Fr
08:00
09:00
10:00
10:00 - 11:30
RÜ EZS2
(Klaus)
00.156-113
10:15 - 11:45
Ü EZS2
(Klaus)
0.031-113
11:00
12:00
12:15 - 13:45
RÜ EZS2
(ab 8.5., nicht 24.4.)
(Klaus)
00.153-113
12:15 - 13:45
EZS2
(Ulbrich)
0.031-113
13:00
14:00
14:15 - 15:45
Ü EZS2
(Klaus)
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 24.04 25.04 26.04 27.04 28.04 Tafelübung 1: Organisation
Tafelübung 1: Einführung in den Umgang mit git
Vorlesung 1: Organisation
Vorlesung 1: Einleitung
Tafelübung 1 Tafelübung 1 Vorlesung 1
Ausgabe A1
18 01.05 02.05 03.05 04.05 05.05 Vorlesung 2: Grundlagen
Tag der Arbeit Vorlesung 2
19 08.05 09.05 10.05 11.05 12.05 Tafelübung 2: Implementieren eines Filters mit Festkommaarithmetik
Vorlesung 3: Fehlertoleranz durch Redundanz
Tafelübung 2 Tafelübung 2 Fester Termin A1
Ausgabe A2 Vorlesung 3
20 15.05 16.05 17.05 18.05 19.05 Tafelübung 3: Triple Modular Redundancy
Vorlesung 4: Codierung
Tafelübung 3 Tafelübung 3 Fester Termin A2
Vorlesung 4
21 22.05 23.05 24.05 25.05 26.05 Tafelübung 4: EAN Codes und Fehlerinjektion
Tafelübung 4 Tafelübung 4 Christi Himmelfahrt
Ausgabe A3
22 29.05 30.05 31.05 01.06 02.06 Tafelübung 5: Testen
Vorlesung 5: Fehlerinjektion
Tafelübung 5 Tafelübung 5 Fester Termin A3
Ausgabe A4 Vorlesung 5
23 05.06 06.06 07.06 08.06 09.06 Vorlesung 6: Dynamisches Testen
Pfingsmontag Bergdienstag Vorlesung 6
24 12.06 13.06 14.06 15.06 16.06 Tafelübung 6: Wiederholung
Tafelübung 6 Tafelübung 6 Fronleichnam
25 19.06 20.06 21.06 22.06 23.06 Tafelübung 7: Stackverbrauchs Analyse
Vorlesung 7: Grundlagen der statischen Programmanalyse
Tafelübung 7 Tafelübung 7 Vorlesung 7
26 26.06 27.06 28.06 29.06 30.06 Tafelübung 8:
Vorlesung 8: Verifikation nicht-funktionaler Eigenschaften: Stack- und WCET-Analyse
Tafelübung 8 Tafelübung 8 Vorlesung 8
Fester Termin A4
Ausgabe A5
27 03.07 04.07 05.07 06.07 07.07 Tafelübung 9:
Vorlesung 9: Verifikation funktionaler Eigenschaften: Design-by-Contract
Tafelübung 9 Tafelübung 9 Vorlesung 9
Ausgabe A6 Fester Termin A5
28 10.07 11.07 12.07 13.07 14.07 Tafelübung 10:
Vorlesung 10: Industrievortrag:
Georg Drenkhahn Schaeffler Technologies AG & Co. KG, Herzogenaurach
Tafelübung 10 Tafelübung 10 Vorlesung 10
Ausgabe A7 Fester Termin A6
29 17.07 18.07 19.07 20.07 21.07 Vorlesung 11: Fallstudie Reaktorschutzsystem
Tafelübung 11 Tafelübung 11 Vorlesung 11
Fester Termin A7
30 24.07 25.07 26.07 27.07 28.07 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.