Search  |Map  |Sitemap  |Login  |Druckversion
Real-Time and Embedded Systems
Deutsch
English

Darstellung - detailliert

Automatische Flippersteuerung (PrakAutoFlip) (080223)

Dozentinnen/Dozenten
Dipl.-Inf. Jan Lukoschus, Dipl.-Ing. Daniel Grest

Angaben
Praktikum, 4 SWS, Schein, ECTS-Studium, ECTS-Credits: 6,0, Fachgebiet: Technische/Praktische Informatik
Zeit und Ort: n.V.; Bemerkung zu Zeit und Ort: Letzte Vorbesprechung am 8. April, CAP4 - R. 1114, Fr.: 11:30h
Vorbesprechung: 9.2.2005, 15:30 Uhr, Raum CAP4 - R.1114

Voraussetzungen / Organisatorisches
Im Gemeinschaftspraktikum der Arbeitsgruppen von Echtzeitsysteme und Eingebettete Systeme (Prof. v. Hanxleden) und Multimediale Informationsverarbeitung (Prof. Koch) soll eine automatische Flippersteuerung entwickelt werden, die mittels Trackingverfahren aus der Bildverarbeitung unter Berücksichtigung der in dieser Anwendung kritischen Echtzeitanforderungen die Kugel eines Flippers möglichst lange im Spiel hält. Die Bearbeitung der Themen erfolgt in kleinen Gruppen (2 Personen). In den ersten Wochen werden zur Einarbeitung kurze Aufgaben gestellt. Danach werden die ausgewählten Themenziele unter Anleitung von den einzelnen Gruppen entwickelt.

Inhalt
Videobasierte Positions- und Geschwindigkeitsbestimmung
Das Ziel dieses Themas ist die Bestimmung der Position der Kugel im aktuellen Kamerabild. Mittels Informationen aus früheren Bildern kann auch eine Abschätzung der Geschwindigkeit angegeben werden. Die bekannte Beschleunigung der Kugel, welche durch die Neigung der Rollfläche gegeben ist, erlaubt eine sehr genaue Prädiktion der Bewegung. Diese Eigenschaft soll in einem Partikelfilter ausgenutzt werden, der die parallele Verfolgung mehrer Hypothesen erlaubt. Es soll ein Verfahren enwtickelt werden, das als Eingabe ein Bild erhält und als Ausgabe die geschätzte Position und Geschwindigkeit der Kugel ermittlelt. Die Bearbeitung dieses Themas wird zeitgleich mit dem Augmented Reality Praktikum erfolgen und ebenfalls im Multimedialabor der Gruppe MIP von Prof. Koch stattfinden.
Systemkoordination und Ansteuerung der Flipperarme
Neben dem Problem der Positions- und Geschwindigkeitsbestimmung sind folgende Themenstellungen zu bearbeiten:
1. Ermitteln der physikalischen Eigenschaften und des Echtzeitverhaltens des anzusteuernden Systems (Auslöseverzögerung/Beschleunigung der Flipperarme, Einfluss der Hardwareschnittstellen); 2. Detektion von Balltrajektorien, welche den Wirkungsbereich eines Flipperarmes schneiden, und Berechnung eines dementsprechend optimalen Auslösezeitpunktes; 3. Koordinierung der nebenläufigen Prozesse (Sensorik/Aktuatorik, Positions- und Geschwindigkeitsbestimmung, Berechnung von Trajektorie und Auslösezeitpunkt, Nutzerschnittstelle, etc.) unter Berücksichtigung der jeweiligen Echtzeitanforderungen - hier würde sich ein Vergleich zwischen einem Time-Sharing OS (z.B. Linux) und einem Real-Time OS (z.B. Real-Time Linux) anbieten.
Für die Ansteuerung der Flipper-Arme durch die Software steht bereits eine Interface-Elektronik zur Verfügung. Die Bearbeitung dieser Themen findet im Labor der Gruppe Echtzeitsysteme und Eingebettete Systeme von Prof. v. Hanxleden (Hochhaus, R1114/1115) statt.

Empfohlene Literatur
Referenzen:
1. Dayton Clark, Progress Toward an Inexpensive Real-Time Testbed: The Pinball Player Project Real-Time Systems Education Workshop, Montreal, IEEE Computer Society Press, 1997, p. 72-79. ISBN 0-8186-8256-6. http://www.sci.brooklyn.cuny.edu/~pinball/rtew97.pdf Siehe auch: http://www.sci.brooklyn.cuny.edu/~pinball/
2. Simon Gustafsson, Juan Emilio Rubio Munoz, Susanna Norell, Denis Real, Yunyi Xiao Smart Pinball Project - Final report, Signals, Sensors and Systems Group, Royal Institute of Technology, Stockholm, 2004. http://www.s3.kth.se/signal/project_course/2004/yellow/Final%20report.pdf Siehe auch: http://www.s3.kth.se/signal/project_course/2004/yellow/index.html

Zusätzliche Informationen
Erwartete Teilnehmerzahl: 10
www: http://www.informatik.uni-kiel.de/inf/von-Hanxleden/teaching/ss05/p-pinball/index.html


Modellbasierter Entwurf und Verteilte Echtzeitsysteme (ModVertEchtz) (080129)

Dozentinnen/Dozenten
Prof. Dr. Reinhard von Hanxleden, Dipl.-Inf. Steffen H. Prochnow

Angaben
Vorlesung, 4 SWS, ECTS-Studium, ECTS-Credits: 3, Modul: W6; Fachgebiet:Technische/Praktische Informatik
Zeit und Ort: Di, Do 10:15 - 11:45, LMS2 - R.Ü1
ab 7.4.2005

Inhalt
Fast immer, wenn wir es im Alltag mit mikroprozessorgesteuerten Systemen zu tun haben, handelt es sich dabei um Echtzeitsysteme- die Reaktionszeit ist ebenso entscheidend wie das Ausgabeergebnis selbst. Ein inzwischen gängiger Ansatz für die Entwicklung komplexer Echtzeitsysteme ist der modellbasierten Entwurf, welches der Inhalt des ersten Teils dieser Vorlesung sein wird. Dabei werden behandelt:

  • Grundlagen - Ausführungsmodelle für diskrete und kontinuierliche Systeme, Modellierung zeitlichen Verhaltens, Synchronizitätshypothese
  • Beschreibung reaktiver Systeme - Esterel, Statecharts
  • Modellierungswerkzeuge - Esterel-Studio, SCADE, Matlab/Simulink/Stateflow

Eine Vielzahl von Echtzeitanwendungen bestehen nicht aus einer einzelnen, monolithischen Rechnerkomponente, sondern werden durch eine Vielzahl von eingebetteten Teilsystemen realisiert. Der zweite Teil der Vorlesung befasst sich mit solchen verteilten Echtzeitsystemen, wie sie zum Beispiel im modernen Kraftfahrzeug oder im Fly-by-Wire Flugzeug eingesetzt werden. Dabei werden behandelt:

  • Zeitgesteuerte vs. Ereignisgesteuerte Systeme
  • Globale Zeitbasis, Uhrensynchronisation
  • Echtzeitkommunikationsprotokolle (CAN, TTP)

Die begleitenden Übungen bestehen aus theoretischen und praktischen Aufgabenstellungen. Als abschließende Aufgabe ist geplant, eine einfache, verteilte Echtzeit-Problemstellung auf der Modellbahn des Instituts modellbasiert zu entwickeln. Die Inhalte dieser Vorlesung können in anschließenden, für das Wintersemester 05/06 geplanten Veranstaltungen vertieft werden:

  • Die Vorlesung Synchrone Sprachen soll sich noch eingehender mit theoretischen Grundlagen (z.B. konstruktive Semantik, Reinkarnation) und Codesyntheseverfahren für diese Sprachen erlauben.
  • Das Modellbahnpraktikum (Fortgeschrittenenpraktikum) erlaubt die Bearbeitung eines größeren, zusammenhängenden Anwendungsbeispiels erlaubt.


Ebenso sind auf dieser Vorlesung aufbauende Studien-/Diplomarbeitsthemen zu vergeben.

Empfohlene Literatur

Zusätzliche Informationen
www: http://www.informatik.uni-kiel.de/inf/von-Hanxleden/teaching/ss05/v-rt2/index.html

Zugeordnete Lehrveranstaltungen
UE: Übung zur Vorl. Modellbasierter Entwurf und Verteilte Echtzeitsysteme (080199)
Dozentinnen/Dozenten: Prof. Dr. Reinhard von Hanxleden, Dipl.-Inf. Steffen H. Prochnow
Zeit und Ort: Mi 14:15 - 15:45, CAP4 - R.1210
www: http://www.informatik.uni-kiel.de/inf/von-Hanxleden/teaching/ss05/v-rt2/index.html


Oberseminar (OSemEZ) (080201)

Dozent/in
Prof. Dr. Reinhard von Hanxleden

Angaben
Oberseminar, 2 SWS, Fachgebiet:Technische/Praktische Informatik
Zeit und Ort: Di 14:15 - 15:45, CAP4 - R.1210

Zusätzliche Informationen
www: http://www.informatik.uni-kiel.de/inf/von-Hanxleden/teaching/ss05/s-ober/index.html


Systemorientierte Informatik II - Organisation und Architektur von Rechnern (SysInf II) (080176)

Dozentinnen/Dozenten
Prof. Dr. Reinhard von Hanxleden, Dipl.-Phys. Alwin Stengel

Angaben
Vorlesung, 3 SWS, ECTS-Studium, ECTS-Credits: 4, Modul:G2.2;Fachgebiet: Technische/Praktische Informatik
Zeit und Ort: Mi 10:15 - 11:30, OS40 - R.201[Alte Mensa Hebbel]; Do 8:45 - 10:00, CAP3 - R.II

Inhalt
Grundlagen der Organisation und Architektur von Rechnern - unter Betonung der Anwenderperspektive.

Empfohlene Literatur
1. Randal E. Bryant and David R. O'Hallaron, Computer Systems: A Programmer's Perspective (CS:APP), Prentice Hall, 2003, ISBN 0-13-034074-X.

2. The Art of Assembly Language Programming, On-Line book maintained by Randall Hyde

3. Programmieren in C (Zweite Ausgabe ANSI C), Kernighan, Ritchie, Carl Hanser Verlag, 1990

Online C-Kurse:
1. C und C++ für UNIX,DOS und MS-Windows, Ausführliche Vorstellung von C und C++ im Postscript und PDF-Format (deutsch).
2. Tutorial C: Systematische Vorstellung der Komponenten von C anhand funktionsfähiger Beispiele (englisch).
3. C und C++-Tutorials: Sammlung von Links auf verschiedene Online-Tutorials.
4. Crashkurs in C - Begleitendes Handout.
Cygwin:

Zusätzliche Informationen
www: http://www.informatik.uni-kiel.de/inf/von-Hanxleden/teaching/ss05/v-arch/index.html

Zugeordnete Lehrveranstaltungen
UE: Übung zur Vorl. Organisation und Architekturen von Rechnern (080200)
Dozent/in: Dipl.-Phys. Alwin Stengel
Zeit und Ort: Mo 14:15 - 15:45, WSP3 - R.1; Mo 16:15 - 17:45, LMS2 - R.Ü1 (außer Mo 6.6.2005); Mi 14:15 - 15:45, LMS2 - R.Ü2; Mi 16:15 - 17:45, WSP3 - R.1, WSP3 - R.2
www: http://www.informatik.uni-kiel.de/inf/von-Hanxleden/teaching/ss05/v-arch/index.html


Übung zur Vorl. Modellbasierter Entwurf und Verteilte Echtzeitsysteme (ÜModVertEchtz) (080199)

Dozentinnen/Dozenten
Prof. Dr. Reinhard von Hanxleden, Dipl.-Inf. Steffen H. Prochnow

Angaben
Übung, 2 SWS, Schein, benoteter Schein, ECTS-Studium, ECTS-Credits: 4, Modul: W6; Fachgebiet: Technische/Praktische Informatik
Zeit und Ort: Mi 14:15 - 15:45, CAP4 - R.1210

Zusätzliche Informationen
www: http://www.informatik.uni-kiel.de/inf/von-Hanxleden/teaching/ss05/v-rt2/index.html

Zugeordnet zu: Modellbasierter Entwurf und Verteilte Echtzeitsysteme (080129)


Übung zur Vorl. Organisation und Architekturen von Rechnern (ÜSysInf II) (080200)

Dozent/in
Dipl.-Phys. Alwin Stengel

Angaben
Übung, 2 SWS, Schein, ECTS-Studium, ECTS-Credits: 4, Modul:G2.2;Fachgebiet: Technische/Praktische Informatik
Zeit und Ort: Mo 14:15 - 15:45, WSP3 - R.1; Mo 16:15 - 17:45, LMS2 - R.Ü1 (außer Mo 6.6.2005); Mi 14:15 - 15:45, LMS2 - R.Ü2; Mi 16:15 - 17:45, WSP3 - R.1, WSP3 - R.2

Zusätzliche Informationen
Erwartete Teilnehmerzahl: 30
www: http://www.informatik.uni-kiel.de/inf/von-Hanxleden/teaching/ss05/v-arch/index.html

Zugeordnet zu: Systemorientierte Informatik II - Organisation und Architektur von Rechnern (080176)


Zuverlässigkeit von Software in sicherheitskritischen Systemen (SemZuvSoft) (080222)

Dozentinnen/Dozenten
Prof. Dr. Reinhard von Hanxleden, Dr. Wolfgang Goerigk

Angaben
Seminar, 2 SWS, Schein, ECTS-Studium, ECTS-Credits: 4, Fachgebiet: Technische / Praktische Informatik
Zeit und Ort: Di 16:00 - 18:00, Raum n.V.; Bemerkung zu Zeit und Ort: CAP 4 - Raum 715
Vorbesprechung: 12.4.2005, 16:15 Uhr

Voraussetzungen / Organisatorisches
Studierende im Hauptstudium beider Informatik-Studiengänge (Dipl.-Inf. und Dipl.-Ing.) sowie Studierende mit Nebenfach Informatik

Inhalt
Das Thema der Zuverlässigkeit von Software, ihrer Sicherheit, Korrektheit, Robustheit, ist vielschichtig. Immer wieder treten Fehler auf, auch kritische, die auf gedanklich-logische Irrtümer in Spezifikation und Implementierung der die Systeme steuernden Software zurückzuführen sind. Compiler und Systemsoftware spielen ebenso eine Rolle wie die verwendeten Softwaretechniken und Programmiersprachen. Zur Vermeidung von Fehlern werden oft Einschränkungen an die verwendeten Sprachen festgelegt, um dynamische Fehlfunktionen (Speicherüberläufe, Speicherlecks u.ä.) zu verhindern, aber auch, um Analyse und Verifikation zu vereinfachen. Techniken der statischen Analyse von Programmen und Spezifikationen hinsichtlich der verschiedensten Fragestellungen finden Verwendung, mehr und mehr in Kombination mit maschinellen Beweissystemen und Model-Checkern. Neben Fehlervermeidung ist auch Fehlertoleranz (z.B. durch Redundanz, Mehrfachauslegung) für Software ein interessanter Ansatz, aber auch Techniken der Laufzeitprüfung, Beobachterprozesse, Monitoring, Konsistenzprüfung werden eingesetzt.

Mehr und mehr wird auch der Nachweis der Qualität von Software, die Garantie von Eigenschaften verlangt, z.B. bei der Zertifizierung sicherheitsrelevanter Systeme. In diesem Zusammenhang sind auch Bibliotheken, Werkzeuge, Compiler, Systemkomponenten, Fremdsoftware im weitesten Sinne von Bedeutung, für die Hersteller ebenfalls verantwortlich zeichnen. Die Beherrschung dieser komplexen Zusammenhänge ist nicht nur für Systeme relevant, von denen Gefahr für Leib und Leben von Menschen ausgeht, sondern auch bei wirtschaftlichem Gefahrenpotential softwarebasierter Systeme, z.B. im Bereich der Security.

In diesem Seminar werden wir uns mit aktuellen Forschungsarbeiten beschäftigen, die Themen aus diesen Problembereichen behandeln.

Empfohlene Literatur
Die Themenliste wird hier in Kürze erscheinen.

Zusätzliche Informationen
Erwartete Teilnehmerzahl: 20
www: http://www.informatik.uni-kiel.de/~wg/Lehre/Seminar-SS05

Last modified: 2006-11-16 -  Reinhard von Hanxleden