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Lernen Sie neue Konzepte von Branchenexperten
Gewinnen Sie ein Grundverständnis bestimmter Themen oder Tools
Erwerben Sie berufsrelevante Kompetenzen durch praktische Projekte
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In diesem Kurs gibt es 4 Module
Dieser Kurs kann auch als ECEA 5317 im Rahmen des Master of Science in Electrical Engineering der CU Boulder angerechnet werden. Nach Abschluss dieses Kurses kennt der Lernende den Unterschied zwischen Systemen, auf die man sein Leben verwetten kann (missionskritisch), und solchen, die eine vorhersehbare Reaktion und Dienstqualität bieten (zuverlässig). Dies wird nicht nur durch das Studium von Entwurfsmethoden und -mustern für unternehmenskritische Systeme erreicht, sondern auch durch die Implementierung von weichen Echtzeitsystemen und den Vergleich mit harter Echtzeit. Es werden Verifizierungsmethoden erlernt, um die Fähigkeit zu bestimmen, sowohl missionskritische als auch weiche Echtzeitanforderungen zu erfüllen, so dass der Lernende das Risiko, die Reliabilität und die Auswirkungen von Fehlern in Echtzeitsystemen richtig einschätzen kann.
Am Ende dieses Kurses sind die Lernenden in der Lage, einen Architekturstil (zyklische Exekutive, RTOS oder eingebettetes Linux) auf ein detaillierteres Design eines unternehmenskritischen Systems, eines weichen Echtzeitsystems oder eines gemischten harten und weichen Echtzeitsystems anzuwenden, einschließlich
● Gründliches Verständnis von Hardware-/Software-Geräteschnittstellen und Ressourcensicht für Hardware-Abstraktionsschichten (HAL, BSP) ● Entwurfsabwägungen bei verschiedenen Echtzeit-Hardware-Architekturen, einschließlich Single-Core-, Multi-Core-, Hybrid-FPGA-, GP-GPU- und DSP-Systemen, mit Schwerpunkt auf Multi-Core-Systemen ● Architektur einsatzkritischer eingebetteter Systeme und wichtige Entwurfselemente ● Fehlertolerante Verarbeitungs-, Speicher- und E/A-Konzepte Dieser Kurs beinhaltet spezifische Hardware- und Softwareanforderungen. Bitte lesen Sie die FAQ unten für vollständige Details.
Dieses Modul behandelt die RTES-Software-Hardware-Schnittstelle unter Verwendung von Geräteabstraktion und Treiberschnittstellen sowie die Systemskalierung.
Hauptunterschiede zwischen Linux- und RTOS-Treibern•10 Minuten
RT-Dienste Kommunikation und Synchronisierung•28 Minuten
Serielle Punkt-zu-Punkt-Verbindung und TCP/IP für eingebettete Systeme•15 Minuten
13 Lektüren•Insgesamt 121 Minuten
Kursaktualisierungen und Unterstützung bei der Barrierefreiheit•1 Minute
Nicht-anrechenbare Studenten: Willkommen und wo Sie Hilfe finden•10 Minuten
Hardware & Software Anforderungen•10 Minuten
EXTRA HILFE: Heimlabor einrichten•10 Minuten
Lehrbuch: RTECS mit Linux und RTOS•10 Minuten
CODE: CU Boulder Linux Beispielcode - Öffentlich•10 Minuten
Richtlinien für Peer Reviews zur Codequalität•10 Minuten
Code-Walkthrough für Peer Reviews•10 Minuten
Grundlegende Makefile-Kenntnisse am Beispiel•10 Minuten
Raspberry Pi Linux Treiber Hilfe•10 Minuten
Beispiel für Linux-Treiber von Jerry Cooperstein•10 Minuten
Fortgeschrittene Unix/Linux- und Netzwerkprogrammierung•10 Minuten
Video für Linux 2 (V4L2) API & UVC-Treiber•10 Minuten
1 Aufgabe•Insgesamt 30 Minuten
Quiz 1 - Geräteschnittstellen und Softwaretreiber•30 Minuten
2 peer reviews•Insgesamt 600 Minuten
Verwendung von Nachrichtenwarteschlangen oder Ringpuffern mit Videodaten•420 Minuten
Host Client Datenerfassung von einem eingebetteten TCP/IP-Server•180 Minuten
1 Diskussionsthema•Insgesamt 10 Minuten
Stellen Sie sich vor•10 Minuten
Fehlertoleranter Arbeitsspeicher und Speicher für unternehmenskritische Systeme
Modul 2•15 Stunden abzuschließen
Moduldetails
Dieses Modul behandelt die Verwendung von Schlüsselalgorithmen wie fehlerkorrigierende Codes, redundante Arrays von Geräten und die Verwendung von Flash-Dateisystemen mit persistentem Speicher.
Das ist alles enthalten
11 Videos2 Lektüren1 Aufgabe2 peer reviews
Infos zu Modulinhalt anzeigen
11 Videos•Insgesamt 224 Minuten
Warum brauchen wir ECC? - Fehlertoleranz bei einmaligem Auftreten von Störungen•16 Minuten
Quiz 2 - Sicheres Arbeits- und Langzeitgedächtnis•30 Minuten
2 peer reviews•Insgesamt 600 Minuten
Testen des SECDED ECC-Emulators•420 Minuten
Linux Software-RAID für die Datensicherung - durch Experiment•180 Minuten
Behebung von Leistungs- und Zuverlässigkeitsmängeln in Echtzeitsystemen
Modul 3•11 Stunden abzuschließen
Moduldetails
Die Effizienz der Implementierung von Servicesoftware und Optimierungsmethoden werden behandelt, damit die Berechnungen fristgerecht abgeschlossen werden können. Es werden Methoden zum Profiling und Tracing von Anwendungen sowie des gesamten Systems behandelt.
Das ist alles enthalten
9 Videos1 Lektüre1 Aufgabe1 peer review
Infos zu Modulinhalt anzeigen
9 Videos•Insgesamt 128 Minuten
Optimierung von Single-Threaded-Code mit dem Compiler•9 Minuten
Code-Optimierung - Thread-Ebene (sequenziell und parallel)•21 Minuten
Überblick über Tracing und Profiling Tools•27 Minuten
Tracing und Profiling von Anwendungscode (gcov, syslog und gprof)•13 Minuten
Profiling und Tracing Ihrer Plattform und Anwendung mit Sysprof und KernelShark•9 Minuten
Verfolgung von Linux-Kernel- und Protokollstapel-Ereignissen•4 Minuten
Überblick über die wichtigsten Linux-Programmierfehler•14 Minuten
Anmerkung zu Linux-Synchronisationsmethoden im Vergleich zu RTOS•17 Minuten
Bewährte Praktiken für die RTES-Programmierung•14 Minuten
1 Lektüre•Insgesamt 10 Minuten
Die 30 größten Linux- und RTES-Fehler - wie man sie behebt•10 Minuten
1 Aufgabe•Insgesamt 30 Minuten
Quiz 3 - Methoden der Ablaufverfolgung und Fehlersuche•30 Minuten
1 peer review•Insgesamt 480 Minuten
Eingebettete dateibasierte RAID-Optimierung und Co-Verarbeitung•480 Minuten
Der Unterschied zwischen hoher Verfügbarkeit und hoher Zuverlässigkeit für harte und weiche Echtzeitsysteme
Modul 4•11 Stunden abzuschließen
Moduldetails
Dieses Modul integriert Fehlertoleranz- und Wiederherstellungsmethoden mit übergreifenden Strategien zur Fehlererkennung, Isolierung und Wiederherstellung auf Systemebene. Das Design unter Berücksichtigung der Analyse von Fehlermöglichkeiten und -auswirkungen wird ebenso behandelt wie das Redundanzmanagement für hohe Verfügbarkeit.
Das ist alles enthalten
5 Videos1 Aufgabe1 peer review
Infos zu Modulinhalt anzeigen
5 Videos•Insgesamt 121 Minuten
FDIR - Fehlererkennung, Isolierung und Wiederherstellung - Theorie•32 Minuten
Hochverfügbarkeit: Definition in Bezug auf eine Betriebszeit von fünf Neun oder mehr•35 Minuten
Systemintegrationstests (Hardware, Firmware und Software)•21 Minuten
Quiz 4 - Hochverfügbarkeit und hohe Verlässlichkeit•30 Minuten
1 peer review•Insgesamt 480 Minuten
Wählen Sie den schlimmsten Echtzeit-Designfehler, untersuchen Sie die Ursache und präsentieren Sie sie•480 Minuten
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Auf einen Abschluss hinarbeiten
Dieses Kurs ist Teil des/der folgenden Studiengangs/Studiengänge, die von University of Colorado Boulderangeboten werden. Wenn Sie zugelassen werden und sich immatrikulieren, können Ihre abgeschlossenen Kurse auf Ihren Studienabschluss angerechnet werden und Ihre Fortschritte können mit Ihnen übertragen werden.¹
Mögliche Abschüsse anzeigen
Auf einen Abschluss hinarbeiten
Dieses Kurs ist Teil des/der folgenden Studiengangs/Studiengänge, die von University of Colorado Boulderangeboten werden. Wenn Sie zugelassen werden und sich immatrikulieren, können Ihre abgeschlossenen Kurse auf Ihren Studienabschluss angerechnet werden und Ihre Fortschritte können mit Ihnen übertragen werden.¹
¹Erfolgreiche Bewerbung und Einschreibung sind erforderlich. Es gelten die Zulassungsbedingungen. Jede Einrichtung legt die Anzahl der Credits fest, die durch die Absolvierung dieser Inhalte anerkannt werden und auf die Abschlussanforderungen angerechnet werden können, wobei bereits vorhandene Credits berücksichtigt werden. Klicken Sie auf einen bestimmten Kurs, um weitere Informationen zu erhalten.
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Dozent
Lehrkraftbewertungen
Lehrkraftbewertungen
Wir haben alle Lernenden um Feedback zu unseren Dozenten gebeten, ausgehend von der Qualität ihres Unterrichtsstils.
Die CU Boulder ist eine dynamische Gemeinschaft von Gelehrten und Lernenden auf einem der spektakulärsten College-Campus des Landes. AS eine von 34 öffentlichen US-Institutionen in der angesehenen Association of American Universities (AAU), haben wir eine stolze Tradition der akademischen Exzellenz, mit fünf Nobelpreisträgern und mehr als 50 Mitglieder der renommierten akademischen Akademien.
Was sind die Hardware- und Softwareanforderungen für diesen Kurs?
Systemvoraussetzungen
● Ein Windows- oder Mac-Computer für den Fernzugriff auf den Raspberry Pi
● Heimnetzwerk mit Internetzugang und einem Router, über den der Raspberry Pi im lokalen Netzwerk (Wi-Fi oder Ethernet) erreichbar ist
● SSH auf dem Raspberry Pi aktiviert (erforderlich)
● VNC auf dem Raspberry Pi aktiviert (optional, für Remote-Desktop-Zugriff)
Hardware-Anforderungen
Für diese Spezialisierung benötigen Sie ein Heimlabor, das auf einer unterstützten Einbettungs-Linux-Plattform basiert. Die folgende Konfiguration ist erforderlich und wird für alle Kursaktivitäten getestet.
Erforderliche Hardware
● Eingebettete Linux-Hardwareplattform - empfohlen: Raspberry Pi 3B+ (Raspberry Pi Familie oder gleichwertig)
● MicroSD-Karte (vorinstalliert mit NOOBS oder Raspberry Pi OS)
● Kühlkörper
● Gehäuse
● 5V / 2.5A Stromversorgung mit Schalter
● HDMI-Kabel
● UVC-kompatible USB-Kamera (USB 2.0 oder besser)
Alternative Hardware-Konfigurationen
Obwohl der Raspberry Pi 3B+ die offiziell unterstützte Plattform ist, können Sie andere Linux-fähige Einbettungsplattformen auf eigenes Risiko verwenden:
● Raspberry Pi 4 (bietet USB 3.0, 2+ GB RAM und Gigabit Ethernet)
jetson Nano, DE10-SoC oder ähnliche Boards (nur für fortgeschrittene Benutzer; Selbstunterstützung erforderlich)
Hinweis: Der gesamte in dieser Spezialisierung enthaltene Code wurde auf dem Raspberry Pi 3B+ mit Raspberry Pi OS (früher Raspbian) getestet und verifiziert.
Software-Anforderungen
Die Fähigkeit, eines der folgenden Fernzugriffstools auf Ihrem Computer zu installieren und zu verwenden:
● MobaXterm (empfohlen für Windows)
● PuTTY
● VNC-Betrachter
Wann werde ich Zugang zu den Vorlesungen und Aufgaben haben?
Um Zugang zu den Kursmaterialien und Aufgaben zu erhalten und um ein Zertifikat zu erwerben, müssen Sie die Zertifikatserfahrung erwerben, wenn Sie sich für einen Kurs anmelden. Sie können stattdessen eine kostenlose Testversion ausprobieren oder finanzielle Unterstützung beantragen. Der Kurs kann stattdessen die Option "Vollständiger Kurs, kein Zertifikat" anbieten. Mit dieser Option können Sie alle Kursmaterialien einsehen, die erforderlichen Bewertungen abgeben und eine Abschlussnote erhalten. Dies bedeutet auch, dass Sie kein Zertifikat erwerben können.
Was bekomme ich, wenn ich mich für diese Specialization einschreibe?
Wenn Sie sich für den Kurs einschreiben, erhalten Sie Zugang zu allen Kursen der Spezialisierung, und Sie erhalten ein Zertifikat, wenn Sie die Arbeit abgeschlossen haben. Ihr elektronisches Zertifikat wird Ihrer Seite "Leistungen" hinzugefügt - von dort aus können Sie Ihr Zertifikat ausdrucken oder Ihrem LinkedIn-Profil hinzufügen.
Ist finanzielle Hilfe verfügbar?
Ja. Für ausgewählte Lernprogramme können Sie finanzielle Unterstützung oder ein Stipendium beantragen, wenn Sie die Einschreibegebühr nicht aufbringen können. Wenn für das von Ihnen gewählte Lernprogramm eine finanzielle Unterstützung oder ein Stipendium verfügbar ist, finden Sie auf der Beschreibungsseite einen Link zur Beantragung.