Modulbeschreibung
Embedded Systems 1
Kurzzeichen:
M_EmbSys1
Durchführungszeitraum:
HS/12-HS/24
ECTS-Punkte:
4
Lernziele:
Das Modul behandelt Hardware- und Software-Komponenten und deren Schnittstellen in vernetzten eingebetteten Systemen (sogenannten cyber-physischen Systemen) entlang des "Sense, Think, Act, Communicate"-Modells.
Die Studierenden lernen, die Systemkomponenten unter dem Aspekt beschränkter Ressourcen (Uniprozessor, minimaler Speicher, Ultra-Low-Power, etc.) zu entwerfen, zu analysieren und auf einem Mikrocontroller umzusetzen.
Verantwortliche Person:
Breitenmoser Andreas
Standort (angeboten):
Rapperswil-Jona
Empfohlene Module:
Zusätzlich vorausgesetzte Kenntnisse:
- Programmieren in C
- Software Engineering
Skriptablage:
Modultyp:
Standard-Modul für Elektrotechnik STD_05(Empfohlenes Semester: 5)
Standard-Modul für Elektrotechnik STD_14(Empfohlenes Semester: 5)
Standard-Modul für Elektrotechnik STD_21(Empfohlenes Semester: 5)
Standard-Modul für Elektrotechnik STD_24(Empfohlenes Semester: 5)
Standard-Modul für Informatik STD_14(Empfohlenes Semester: 5)
Standard-Modul für Informatik STD_21(Empfohlenes Semester: 5)
Standard-Modul für Informatik STD_23(Empfohlenes Semester: 5)
ECTS-Punkte pro Kategorie
Modulbewertung
Bewertungsart:
Note von 1 - 6
Leistungsbewertung
Während der Prüfungssession:
Schriftliche Prüfung, 120 Minuten
Zulassungsbedingungen zur Prüfung:
Testat
Kurse in diesem Modul
Embedded Systems 1
Kurzzeichen:
EmbSys1
Lernziele:
- Die Studierenden können ressourcenbeschränkte eingebettete Systeme modellieren, analysieren und auf einem Mikrocontroller implementieren.
- Sie können Sensordaten einlesen, sammeln und auf dem Zielsystem mittels digitaler Signalverarbeitung weiterverarbeiten.
- Sie können Motoren auf unterschiedliche Weise ansteuern und einfache digitale Regler umsetzen.
- Sie können Kommunikationsprotokolle verstehen und ausgewählte Funktionalitäten in Hardware und Software realisieren.
- Sie können ein eingebettetes System gemäss vorgegebener Metriken optimieren, um so den beschränkten Ressourcen im System gerecht zu werden.
Plan und Lerninhalt:
Das Modul behandelt anhand von Arm Cortex-M Mikrocontrollern die wesentlichen Bestandteile und Eigenschaften eines modernen eingebetteten Systems:
- Themenblock I "Sense": Sensoren, Verarbeitung von Sensordaten, Sensor Fusion, Data Logging, Filters, State Estimation.
- Themenblock II "Act": Aktuatoren, Motor-Regelung (Strom, Drehmoment, Drehzahl/Geschwindigkeit, Position), digitale Regler.
- Themenblock III "Communicate": drahtgebundene und drahtlose Kommunikationsprotokolle (z.B. USB, BLE, WiFi), Feldbusse (z.B. CAN), Distributed Computing, Wireless Sensor Networks.
- Themenblock IV "System": Modellierung und Analyse, System-Optimierung (z.B. Low-Power), Power Management, Timing, Real-Time Clocks.
Inhaltliche Änderungen und weitere Themen sind möglich.
Unterrichtssprache:
Deutsch
Bibliographie:
Kursart:
(Durchführung gemäss Stundenplan)
Vorlesung mit 2 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 80
- Harte Grenze: ja
Praktikum mit 2 Lektionen pro Woche
- Max. Teilnehmer: 16
- Harte Grenze: ja