Embedded Systems: Projekte im Studiengang

Projektbild "Laser Scanning"

Im Rahmen des FFG/FHplus geförderten Projektes DECS wird u.a. gemeinsam mit AUDI und der TU Wien (Inst. für Technische Informatik - Embedded Computing Systems Group) an Test- und Diagnoselösungen für Automotive Bussysteme gearbeitet. Das hier verwirklichte Konzept ermöglicht paralleles Monitoring sowie Fehlereinstreuungen an bis zu acht konfigurierbaren Kanälen.

  • Testing and Debugging of Advanced Automotive Communication Networks
  • Implementation of a Diagnostic Test Device for FlexRay, CAN and LIN
  • Busmonitor GUI für FlexRay, CAN und LIN

Mit AUTOSAR wurden zahlreiche Software-Implementierungen im Bereich Automotive einer Standarisierung unterzogen. In Wien angesiedelte Unternehmen wie Elektrobit oder Robert Bosch AG sind in diesem Umfeld tätig. In ihren Arbeiten entwickelten Studierende die Software für einen Transport Layer für das Busystem FlexRay.

  • Design und Implementierung eines AUTOSAR XCP-Transport-Layers für FlexRay
  • Deterministisches Testen eines Autosar XCP-Transport-Layers

Publikationen

Praprotnik O., Gartner M., Zauner M., Horauer M.: A Test Suite for System Tests of Distributed Automotive Electronics, Proceedings of the Second International Conference on Advances in Circuits, Electronics and Micro-electronics (CENICS 2009), October 11-16, 2009 - Sliema, Malta.

Horauer M., Praprotnik O., Zauner M., Höller R., Milbredt P.: A Test Tool for FlexRay-based Embedded Systems, Proceedings of the 2nd IEEE International Symposium on Industrial Embedded Systems (SIES'2007), pp. 349-352, Lisbon - Portugal, 4-6 July, 2007, ISBN: 1-4244-0840-7.

twTester Screenshot der Visualisierungssoftware für den twTester
Abbildung der Multimedia Station

Im Rahmen des FFG/FHplus geförderten Projektes DECS wird u.a. gemeinsam mit der RWTH Aachen - Inst. für Informatik XI an Werkzeugen zur formalen Verifikation geforscht. Ziel der Forschungsarbeiten ist die vollständige "push-button" Verifikation von Software für Embedded Systems.

  • Model Checking and Static Analysis of Intel MCS-51 Assembly Code

Publikationen

Reinbacher, T., Brauer, J., Horauer, M. and Schlich, B.: Refining Assembly Code Static Analysis for the Intel MCS-51 Microcontroller Proceedings of the 4th IEEE Symposium of Industrial Embedded Systems (SIES 2009), July 8-10, 2009, Lausanne, Switzerland

Reinbacher Th., Horauer M. and Schlich B.: Using 3-valued Memory Representation for State Space Reduction in Embedded Assembly Code Model Checking, Proceedings of the 12th IEEE Symposium on Design and Diagnostics of Electronic Systems (DDECS 2009), pp. 114--119, April 15-17, 2009, Liberec, Czech Republic

Th. Reinbacher and M. Kramer and M. Horauer and B. Schlich, Motivating Model Checking of Embedded Systems Software, IEEE/ASME International Conference on Mechatronic and Embedded Systems and Applications pp. 546--551, October 12-15, 2008, Beijing, China. ISBN: 978-1-4244-2367-5 

Reinbacher Th., Kramer M., Horauer M. and Schlich B.: Challenges in Embedded Model Checking - A Simulator for the [mc]square Model Checker, Proceedings of the 3th IEEE Symposium on Industrial Embedded Systems (SIES 2008), p.277-280, June 11-13, 2008, Montpellier

Screenshot von [mc]square Screenshot von [mc]square

Im Auftrag der Firma Valuga Technologies haben Studierende eine Prototypen-Studie für einen Laser-Scanner basierend auf einen MEMS Micro Mirror realisiert.

  • Development of a Laser Scanning Device, System Structure and Hardware Design
  • Development of a Laser Scanning Device FPGA an Firmware Design
Spiegelchips "MEMS Micro Mirror" Infrarotsensor Das Bild zeigt die entwickelte Hardware

Im Rahmen des von der Gemeinde Wien (MA27) geförderten Projekts Automotive Gateways wurden u.a. FPGA basierte Electronic Control Units (ECUs) mit der Bezeichnung "twNode" entwickelt (Hardware + Firmware). Einige Projekte addressierten die Realisierung eines zeitgesteuerten Betriebsystems auf der Basis von μC/OS für diese Knoten.

  • Time-Triggered MicroC/OS (ttμC/OS)
  • Erweiterung eines OSEK Time ähnlichen Betriebssystemes um Deadline Monitoring und Task Preemtion
  • Inbetriebnahme eines zeitgesteuerten Betriebssystems mit einem Taskexekutionsschema eines OSEKtime, sowie eine zusätzliche Inbetriebnahme eines prioritätsgesteuerten Subsystems (μC/OS)
Das Bild zeigt die entwickelte Hardware "twNode".

Im Rahmen des RSA/FFG gefördertern Projektes COORDES wurde ein Patent (AT505630) bewilligt, dessen Grundlage das koordinierte Testen und Debuggen in einem eng gekoppelten verteilten System ist. Die folgenden Projekte ermöglichten die Realisierung eines "proof-of-concept" dieser Idee.

  • Implementierung eines neuartigen Konzeptes zur Fehlersuche in verteilten Systemen
  • A Framework to implement IEEE 1588 in Hardware
  • IEEE 1588 PTP Hardware Implementation in VHDL
  • Hardware for a Prototype System for Distributed Debugging
  • Eingebettete Speicherselbsttests über die JTAG Schnittstelle
  • Background Debugging für den mc8051 IP-Core
  • Porting and Enhancement of the Open Source LEON3 Processor System - Design of a MIL1553 VHDL IP Core
  • Adaption eines Linux Kernels für Embedded Prozessoren in FPGAs am Beispiel eines Projekts für Uhrensynchronisation nach IEEE1588
  • Portierung eines 10/100/1000 Mbps MAC IP-Cores zur Verwendung auf einem Xilinx Virtex-4 FPGA
  • Erweiterung einer bestehenden Timestamping Unit für die Uhrensynchronisation nach IEEE 1588 von Fast Ethernet (10/100Mbits) auf Gigabit Ethernet (1000 Mbits)
Die Patenturkunde für das Projekt COORDES. Schematische Darstellung der verteilten Test- und Debuglösung. Das Bild öffnet sich durch Klick in einem größeren Fenster

Die genaue dreidimensionale Bestimmung der Lage eines bewegten Objekts im Raum (z.B. Navigationshilfe von Flugzeugen) ist eine herausfordende Aufgabe. Typischerweise wird dies mit Hilfe von Gyroskopen und Beschleunigungssensoren realisiert. In den folgenden Arbeiten wurde die Thematik von der Theorie bis hin zur Realisierung mittels elektronischer Gyro- und Linearbeschleunigungssensoren und deren Evaluierung mit einem eigens konstruierten Drehtisches aufgearbeitet.

  • Trägheitsnavigation – Positionsbestimmung
  • Trägheitsnavigation – Driftfreie Bestimmung der Ausrichtung
  • Strapdown Intertial Navigation System – Softwareentwicklung für Signalauswertung am INS Board
  • Strapdown Intertial Navigation System – Simulation und Kalibrierung über MatLab

Projektvideo

Projektbild

Darstellung der Elektronik-Platine des Drehtisches.