Prof. Dr. Ulrich Margull

Allgemeine Informationen rund um die Kurse von Prof. Dr. U. Margull

The students will understand the specific needs of the Automotive Industry, as well as the AUTOSAR development process. Students will be able to develop and design software for embedded, automotive, real-time systems using AUTOSAR. They will have a basic understanding of the overall software development process for automotive systems.

Dieser Kurs ist die Fortsetzung der "Einführung in die Informatik (Teil 1)". Der Kurs besteht aus zwei Teilen:

  • Zunächst beschäftigen wir uns zunächst mit Mikrocontrollern und deren Programmierung.
  • Anschließend schauen wir uns die Funktionsweise von Betriebssystemen genauer an.

Die Studierenden sollen die grundlegenden Eigenschaften eingebetteter Systeme mit Echtzeitanforderungen kennenlernen. Kenntnis der Methoden, um zeitlich deterministische Systeme zu planen, deren Verhalten nachzuweisen und zu implementieren.

Die Studierenden beherrschen ein methodisches Handeln zur Planung, Implementierung und Verifikation von eingebetteten Systemen mit Echtzeitanforderungen. Die Kenntnis der wichtigen Voraussetzungen und Verfahren, um zeitlich deterministische Systeme zu realisieren versetzen die Studierenden in die Lage, bei Anwendungsproblemen adäquate Hardware und Betriebs- und Bussysteme einzusetzen.

Ziel dieser Lehrveranstaltung ist die Entwicklung eines Grundverständnisses davon, wie Algorithmen (Folgen von maschinell ausführbaren Rechenschritten) auf Rechnern (programmgesteuerten Informationsverarbeitungssystemen) ausgeführt werden.

Nach erfolgreicher Teilnahme sind die Studierenden in der Lage

  • den Begriff des Algorithmus zu erläutern,
  • zu beurteilen, ob ein Problem berechenbar ist, d.h. ein Algorithmus zu seiner Lösung formuliert werden kann,
  • die Komplexität eines gegebenen Algorithmus abzuschätzen,
  • zu verstehen, wie ein Algorithmus auf einem Rechner bearbeitet wird,
  • den Aufbau eines Universalrechners und seine Arbeitsweise zu beschreiben,
  • verschiedene fortgeschrittene Konzepte der Rechnerarchitektur einzuordnen.

Einführungsprojekt für den Studiengang FFI im Wintersemester 2022/2023

Einführung in die Informatik für Ingenieure

Nach Besuch des Moduls

  • kennen die Studieren gängige Middleware-Konzepte zur Kommunikation zwischen Plattformen
  • kennen die Studenten die gundlegenden Autosar Konzepte (Classic / Adaptive)
  • sind die Studierenden in der Lage die wichtigsten Schichten des Autosar Betriebssystems und deren Funktion in dem automobilen Kontext zu erläutern
  • kennen die Studierenden die Konzepte zur Aufteilung von Speicher und Rechenleistung durch Hypervisor und Partitionen
  • können die Studierenden die Herausforderungen bei der Integration von Softwarekomponenten erläutern
  • können die Studierenden die Grundlagen für Updates over the Air (OTA) erläutern
Inhalte:
  • Grundlagen Autosar Konzept - Software Components
  • Konzept Classic / Adaptive Autosar Prozess und Workflow
  • Einordnung des Workflow in das V-Entwicklungsmodell und in die dort definierten Rollen
  • Die wichtigsten Schichten im Autosar Betriebssystem und deren Konzept (z.B. SOME/IP)
  • Grundlagen von ROS  (publish/ subscriber Schnittstelle)
  • Container-Konzept am Beispiel Docker


In dieser Vorlesung behandeln wir die Aufbau, Architektur und Programmierung von Mikrocomputersystemen. Wir gehen auf die Peripheriegeräte Ports, Timer, serielle Kommunikationsmodule und Analog-Digitalwandler ein, sowie auf Busse, Systemstrukturen und Anbindung von Speicherbausteinen. Zudem besprechen wir die Programmierung von Mikrocontrollern in der Programmiersprache C.

Ziele:

  • Reflexion der Praktikumserkenntnisse mittels Kurzreferaten und Gruppengesprächen
  • Vertiefung und Sicherung der Erkenntnisse durch moderierte Diskussion, Anleitung und Beratung
  • Austausch vielfältiger Lösungsansätze zu typischen fachlichen und methodischen Problemstellungen
  • Stärkung der Sozialkompetenz

Inhalt:

  • Präsentation von Kurzreferaten mit anschließender Diskussion der Ergebnisse und ihrer Darstellung
  • Verknüpfung der Erfahrungen aus der Praxis mit theoretischen Kenntnissen
  • Förderung der sozialen Fähigkeiten durch gruppendynamische Pro-zesse (Diskussionen, Übungen, Rollenspiele)
On completion of the course a student
  • understands the fundamental difference between classical computing and quantum computing
  • understands quantum based circuits and is able to design them
  • is able to solve problems using a quantum computer
  • understands the principles of quantum cryptographic protocols
  • understands the potential of quantum applications and is able to rank future trends in quantum computing and quantum hardware
Contents:
  • Principles of quantum computing: qubit, quantum register, quantum circuit
  • Programming a quantum computer (with practical exercises, using IBM Qiskit)
  • Algorithms of quantum computing
  • Quantum based communication
  • Quantum cryptograpic protocols
  • Quantum hardware and error correction
  • Current applications of quantum computing
  • Mathematical and physical basics: complex numbers, matrices, vector spaces, basic quantum mechanic effects, like superposition, entanglement


Parallelisierung und Heterogene Systeme

Heterogene Systeme werden heutzutage überall eingesetzt. Das reicht von einer Graphikkarte im PC über

High-Performance-Computing bis hin zu rechenintensiven eingebetteten Systemen, wie sie z.B. beim Auto-
matisierten Fahren erforderlich sind.
Neben einigen Grundlagen der Parallelisierung untersuchen wir den Einfluss von Echtzeit-Bedingungen auf
das Mehrkern-Scheduling (wie global EDF, fluid Scheduling), aktuelle heterogene Architekturen (wie HSA,
CUDA) und geeignete Entwicklungsmethoden und -prozesse (wie SICL).

Moodle-Kursraum zur Vorlesung "Sicherheitskritische Systeme"

Weitere Kurse

Das Praktikum Mikrocomputersysteme vermittelt praktische Erfahrung in der Programmierung von Mikrocontrollern.

Der Kurs vermittelt fundierte Kenntnisse über den Aufbau von Mikrocomputersystemen und hardwarenaher Programmierung von Mikrocontrollern.
Für die Studiengänge EIT, EMB und MT ist es ein Pflichtfach (mit Praktikum), für andere Studiengänge wird es teilweise als FW-Fach angeboten (dann ohne Praktikum)