Embedded Systems
Embedded Systems

Eingebettete Systeme sind sehr kleine Computersysteme, die ein spezifisches Einsatzgebiet haben. Sie können Teil von komplexeren Systemen (Autos, Haushaltsgeräten) oder autonom (Mobiltelefone, Messinstrumente) sein. In der Vorlesung werden die Besonderheiten von Eingebetteten Systemen besprochen. Ein besonderer Schwerpunkt wird auf die Herausforderungen bei der Entwicklung eingebetteter Software gelegt. In der Vorlesung werden folgende Themen besprochen: • Die grundlegende Architektur von Eingebetteten Systemen, inklusive Software- und Hardwarekomponenten • testbasierte Verifikation und Softwareentwicklung für eingebettete Systeme mittels Test Driven Development (TDD) • Gerätetreiber • Interrupts • Timer • Analog/Digital und Digital/Analog-Wandler • Kommunikation zwischen Komponenten (GPIO, UART, I2C, SPI, 1-Wire)

Im praktischen Teil der Vorlesung werden Programmieraufgaben für Microcontroller der Atmel 8-Bit AVR Microcontroller-Baureihe vergeben (Programmiersprache C). Hauptbestandteil des praktischen Teils ist die beispielhafte Entwicklung eines vollständigen eingebetteten Systems sein, inklusive Sensorik und Aktorik.

Verständnis der Besonderheiten Eingebetteter Systeme. Die Fähigkeit zur Programmierung von eingebetteten Systemen unter Nutzung der Programmiersprache C.

James W. Grenning: Test-Driven Development for Embedded C. The Pragmatic Bookshelf, 2011.

Günther Gridling, Bettina Weiss: Introduction to Microcontrollers; Lecture Script TU Wien, https://ti.tuwien.ac.at/ecs/teaching/courses/mclu/theory-material/Microcontroller.pdf/view

Weitere in der Vorlesung bekanntgegeben.

Grundlegende Kenntnisse der Programmiersprache C

Embedded Systems are tiny computer systems that solve specific tasks. They can be part of more complex systems (vehicles, appliances) or autonomous (smart phones, measurement instruments). The lecture discusses the specific problems encountered when developing Embedded Systems software and the corresponding solutions. The course presents the following topics:

• The basic architecture of embedded systems

• Software Verification Techniques (e.g. unit / integration / system tests)

• Modular Software Development with Embedded Test Driven Development

• IO (buses, GPIO)

• Interrupts, Timers, PWM

• Digital Signal Processing (DSP) including Analog to digital and digital to analog converters, filtering, arithmetic

• low energy operation

• networking

In the exercise, students solve system-level programming tasks (C language) and develop a (relatively leasy) embedded system. To do so we will first use the Arduino platform (as a development board) and then switch to custom hardware based on an Atmel AVR microcontroller.

Students taking this course need to have basic knowledge and experience in programming and software development (ideally in C/C++), digital circuits, and computer architecture / organisation.

Students will learn and understand specific problems of embedded systems and software. They will be able to develop and test high quality embedded software. To do so they will have the necessary theoretical knowledge about suitable development and test processes. They will also have practical experience with programming for embedded systems using the C programming language.

James W. Grenning: Test-Driven Development for Embedded C. The Pragmatic Bookshelf, 2011.

Günther Gridling, Bettina Weiss: Introduction to Microcontrollers; Lecture Script TU Wien, https://ti.tuwien.ac.at/ecs/teaching/courses/mclu/theory-material/Microcontroller.pdf/view

Weitere in der Vorlesung bekanntgegeben.

Basic knowledge and experience in programming C.