Echtzeitsysteme - Übungen
Ziel der Übung
Das Ziel der Übungsaufgaben ist die Entwicklung eines konkreten Echtzeitsystems auf Anwendungsebene. Zu diesem Zweck kommt in diesem Semester das Echtzeitbetriebssystem eCos als Entwicklungsplattform zum Einsatz. eCos wird in den verschiedensten Anwendungen (Kommunikation, Steuerung, ...) und Produkten (z.B. NETGEAR-Routern) eingesetzt und ist auch als Open-Source-Variante verfügbar. In den Übungen wird ein konkretes Echtzeitsystem auf Basis von eCos aufgebaut anhand dessen sich die verschiedenen Problemstellungen bei der Entwicklung solcher Systeme zeigen lassen.
Die Übungsaufgaben sind anwendungs- und praxisorientiert und sollen den Umgang mit einem Echtzeitbetriebssystem veranschaulichen. In diesem Semester entwickeln wir ein einfaches Oszilloskop für dessen korrekte Funktion gewisse Echtzeiteigenschaften eingehalten werden müssen. Dabei setzen wir die erlernten Verfahren und Konzepte aus der Vorlesung konkret um. Die Bearbeitung erfolgt teilweise auf echter Hardware (TriBoard auf Basis des Infineon TC1796), teilweise aber auch in einem Emulator (qemu, FailBochs auf x86).
Für die erfolgreiche Bearbeitung der Übungen sind keine Vorkenntnisse in hardwarenaher Programmierung erforderlich. Wir unterstützen dies bei Interesse in den Rechnerübungen aber gerne.
Umfang der Übungen
Der Umfang der Übungen richtet sich nach den angestrebten Prüfung und den dafür notwendigen ECTS-Punkten (zusätzlich zu den 2,5 ECTS der Vorlesung):
2,5 ECTS: Die Bearbeitung aller Basis-Übungsaufgaben ist verpflichtend.5,0 ECTS: Die Bearbeitung aller Basis- und Erweiterungs-Übungsaufgaben ist verpflichtend.
Durchführung der Übungen
Die einzelnen Übungsaufgaben werden von jeweils drei Studierenden bearbeitet. Es werden dabei die in der Aufgabe geforderte Komponenten entwickelt und implementiert. In den Rechnerübungen stehen hierbei die Übungsleiter zur Beantwortung von evt. auftretenden Fragen zur Verfügung. Nach vollständiger Bearbeitung einer Übungsaufgabe stellt das jeweilige Team das Ergebnis einem Übungsleiter vor, der dann ggf. Hinweise auf nicht offensichtliche Details des Echtzeitproblems gibt. Für die Implementierung kommt die Programmiersprache C zum Einsatz.
Fragen und Antworten/Mailingliste
Für eine interaktivere Form der Meinungsfindung steht auch eine Mailingliste zur Verfügung: i4ezs@lists.informatik.uni-erlangen.de. In diese Mailingliste kann man sich hier eintragen.Hardwarenahe Programmierung in C/C++
Für Übungsteilnehmer, die noch keine Erfahrung in der Hardwarenahen Programmierung mit C oder C++ besitzen, haben wir die größten Unterschiede zwischen eingebettetem C/C++ und Java zusammgengefasst.
Zusätzlich haben wir einige allgemeine Tipps für das Programmieren eingebetteter Systeme mit C/C++ zusammengefasst.
Folien und Dokumentation
Weitere Dokumentation zu den eingesetzten Werkzeugen findet ihr hier in Kürze.Die Foliensätze zu den einzelnen Übungsterminen:
| Kapitel | Thema | Datum | Folien |
|---|---|---|---|
| U1 | Organisation | 15.10.2015 | 1x1, 2x2, animiert |
| U2 | Hallo Welt 1 | 1x1, 2x2, animiert | |
| U3 | Hallo Welt 2 | 22.10.2015 | 1x1, 2x2, animiert |
| U4 | Antwortzeit | 29.10.2015 | 1x1, 2x2, animiert |
| UR | Rechnerübung | ||
| UR | Rechnerübung | 05.11.2015 | |
| U5 | Anwendungsanalyse | 12.11.2015 | 1x1, 2x2, animiert |
| U6 | WCET Analyse | 1x1, 2x2, animiert | |
| UR | Rechnerübung | 19.11.2015 | |
| UR | Rechnerübung | 26.11.2015 | |
| U7 | Simple Scope | 03.12.2015 | 1x1, 2x2, animiert |
| UR | Rechnerübung | ||
| U8 | Wiederholung; Nicht periodische Aufgaben | 10.12.2015 | 1x1, 2x2, animiert |
| U9 | Cyclic Scope | 17.12.2015 | 1x1, 2x2, animiert |
| U10 | Extended Scope | 14.01.2016 | 1x1, 2x2, animiert |
| U11 | Zugriffskontrolle | 21.01.2016 | 1x1, 2x2, animiert |
| UR | Rechnerübung | 28.01.2016 |
Übungsaufgaben
| Nr. | Titel | Kurzbeschreibung | Ausgabetermin | Abgabe in der Übungswoche vom | Vorgaben |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Hallo Welt | Einführung in die Entwicklungsumgebung | 22.10.2015 | 29.10.2015 |
Aufgabe 1 HelloWorld_tricore.tar.gz |
| 2 | Antwortzeit | Antwortzeiten von aperiodischen Aufgaben | 29.10.2015 | 18.11.2015 |
Aufgabe 2 Antwortzeit_tricore.tar.gz |
| 3 | Ausführungszeit | Laufzeitmessung und Analyse | 11.11.2015 | 25.11.2015 |
Aufgabe 3 Ausfuehrungszeit.tar.gz |
| 4 | Simple Scope | Umsetzung eines periodischen Echtzeitsystems am Beispiel eines (einfachen) Oszilloskops | 03.12.2015 | 17.12.2015 |
Aufgabe 4 SimpleScope.tar.gz |
| 5 | Cyclic Scope | Einsatz von Strukturelementen für die zyklische Ablaufplanung eines Oszilloskops | 17.12.2015 | 11.01.2015 |
Aufgabe 5 CyclicScope.tar.gz |
| 6 | Extended Scope | Aperiodische Steuerung des Oszilloskops | 14.01.2016 | 27.01.2016 |
Aufgabe 6 ExtendedScope.tar.gz |
| 7 | Zugriffskontrolle | Zugriffskontrolle und Synchronisationsprotokolle in eCos | 21.01.2016 | 04.02.2016 |
Aufgabe 7 Betriebsmittelprotokolle.tar.gz |
Evaluationsergebnis WS 2015/16
- LQI: 2,05
- Evaluationsergebniss:
Terminübersicht (Wochenplanung)
| Mo | Di | Mi | Do | Fr | ||||||||||||||
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| 08:00 | ||||||||||||||||||
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| 09:00 | ||||||||||||||||||
| 10:00 | ||||||||||||||||||
| 11:00 | ||||||||||||||||||
| 12:00 | ||||||||||||||||||
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| 13:00 | ||||||||||||||||||
| 14:00 | ||||||||||||||||||
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| 15:00 | ||||||||||||||||||
| 16:00 |
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| 17:00 | ||||||||||||||||||
