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Embedded Systems/Bussysteme

Raum: K0 01                                                    Laborleitung: Prof. Dr. Mathias Rausch

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Im Labor Embedded Systems/Bussysteme stehen Geräte (Hard- und Software) zur Untersuchung von Bussystemen im Automobil (LIN, CAN, FlexRay) zur Verfügung. Des Weiteren gibt es eine Reihe von Werkzeugen (Entwicklungsboards, FPGA-Boards, Softwareentwicklungsumgebungen, Simulatoren, Sensoren), um Projekte zu Eingebetteten autonomen Systemen zu realisieren.
Das Labor wird für die Module Digitaltechnik, Bussysteme und Eingebettete autonome Systeme genutzt.

Ausstattung
11 Arbeitsplätze mit je

  • einem PC mit zwei Bildschirmen,
  • einer Laborspannungsquelle,
  • einem 4-Kanal-Digitaloszilloskop mit mindestens 200 MHz und verschiedenen Dekodierungen wie RS232, CAN, LIN, FlexRay, I2C
  • einem Funktionsgenerator


Softwareausstattung:

  • Simulator Logisim für digitale Schaltungen
  • Programmierumgebung mit Compiler und Debugger für PowerPC-Architektur
  • Entwicklungsumgebung für FPGA-Programmierung mittels VHDL
  • Matlab/Simulink


weitere Ausstattung:

  • Mikrocontrollerboards mit FlexRay, CAN, LIN, RS232, Ethernet
  • FlexRay-Sternkoppler,
  • FPGA-Boards
  • Raspberry Pi-Boards
  • diverse Mikrocontrollerboards
  • Bahn zum Fahren von autonomen Fahrzeugen
  • Lötstation


Praktikumsversuche

Digitaltechnik

  • Entwurf und Realisierung von kombinatorischen Schaltungen
  • Entwurf und Realisierung von sequentiellen Schaltungen
  • Entwurf und Realisierung von komplexen Schaltungen
  • Entwurf und Realisierung digitaler Schaltungen mittels VHDL
  • Realisierung einer digitalen Schaltung mittels FPGA


Bussysteme
Im Labor werden Versuche zu den Bussystemen FlexRay, CAN und LIN durchgeführt. Dazu erstellen die Studierenden die Konfiguration für solch ein Netzwerk und untersuchen anschließend mit einem Oszilloskop Veränderungen an der Software und der Topologie. Ziel ist es, die Funktionsweise und die Abhängigkeiten in solchen Netzwerken besser zu verstehen.

  • RS-232 und LIN
  • CAN Messungen auf dem Bus
  • CANoe
  • FlexRay-Messungen auf dem Bus
  • Konfigurierung von CAN und FlexRay-Systemen


Projektarbeit im Modul „Eingebettete autonome Systeme"
Die Studierenden arbeiten an einem Projekt im Bereich der eingebetteten Systeme. Beginnend bei der Auswahl der Hardware (z. B. Sensoren) werden diese im Rahmen des Projektes hardwaremäßig (elektrisch und mechanisch) an einen Mikrocontroller angeschlossen, was u. a. eine Anpassungsschaltung erfordern kann. Danach wird die Software erstellt (z. B. zum Einlesen und Verarbeiten der Sensorwerte) und das System getestet (z. B. die Überprüfung des Sensors auf Eignung und Genauigkeit).
Es kommen leistungsfähige 32-Bit-Mikrocontroller (Freescale, ARM) mit umfangreicher Peripherie sowie Hall-, Infrarot-, Ultraschall-, Lage-, Beschleunigungs- und Drehratensensoren, Line- und Matrixkameras und weitere Sensoren zum Einsatz.
Während im Modul ‚Eingebettete autonome Systeme I‘ die Beherrschung der zahlreichen Entwicklungswerkzeuge einen wesentlichen Teil der Zeit in Anspruch nimmt, werden im Modul ‚Eingebettete autonome Systeme II‘ komplexere Projekte bearbeitet. Im Projekt spielt auch die Verwendung und Anpassung von fertigen Lösungen (Open-Source-Software, Software-Bibliotheken, Betriebssysteme) eine wichtige Rolle.