Skip to main content
Disciplines
Automotive Business IT + Informatics Construction + Real Estate Electrical Engineering + Electronics Energy + Sustainability Insurance + Risk Finance + Banking Management + Leadership Marketing + Sales Mechanical Engineering + Materials
Events
DE
EN
Books
Journals
Topic Page
Marketing
Start single access now
Access for companies
EXTENDED SEARCH
Log in
Top
Published in:
Cover of the book

2020 | OriginalPaper | Chapter

1. Einführung

Author : Dieter Zöbel

Published in: Echtzeitsysteme

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

Log in

Activate our intelligent search to find suitable subject content or patents.

search-config
loading …

Zusammenfassung

Die nachfolgende Einführung in das Themengebiet Echtzeitsysteme ist vergleichsweise umfangreich. Sie soll sowohl seine Breite verdeutlichen als auch Abgrenzungen gegen andere Themengebiete herausarbeiten. So geht es zunächst um die entscheidenden Begriffe wie Rechtzeitigkeit, Determiniertheit und Vorhersagbarkeit (siehe Abschn. 1.1), um dann wesentliche Teilsysteme, die ein Echtzeitsystem bilden, zu identifizieren, zu bezeichnen und zu kennzeichnen. Daneben wird versucht, Abgrenzungen zu anderen verwandten Fachgebieten aufzuzeigen (siehe Abschn. 1.2). Es folgt eine programmiertechnische Sicht, bei der das Abstraktionsobjekt des Prozesses im Mittelpunkt steht (siehe Abschn. 1.3). Zentral für Echtzeitsysteme ist die Zeit sowie der Umgang mit ihr in konzeptueller und programmiertechnischer Hinsicht (siehe Abschn. 1.4). Danach werden wesentliche Anwendungsfelder vorgestellt, bei denen kennzeichnende Anforderungen an Echtzeitsysteme zu Tage treten und entsprechend zu behandeln sind (siehe Abschn. 1.5). Abschließend wird auf einige Konventionen und Notationen für Zeitpunkte, Zeitspannen und Zeitintervalle sowie für den Aufwand, den ein Verfahren verursacht, Bezug genommen (siehe Abschn. 1.6).

Dont have a licence yet? Then find out more about our products and how to get one now:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

inform now

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

inform now

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

inform now
next chapter Methodische und technische Grundlagen
Literature
1.
Deutsches Institut für Normung: Informationsverarbeitung – Begriffe, DIN 43000. Beuth-Verlag, Berlin (1985)
2.
Herrtwich, R.G.: Echtzeit. Informatik Spektrum 14, 93–96 (1989)
3.
Halang, W.A., Konakovsky, R.: Sicherheitsgerichtete Echtzeitsysteme. Oldenbourg, München (1999)
4.
Löw, P., Pabst, R., Petry, E.: Funktionale Sicherheit in der Praxis. Dpunkt, Heidelberg (2010)
5.
Laplante, P.: Real-Time Systems Design and Analysis: An Engineer’s Handbook. IEEE Press, New York (1993)
6.
Stankovic, J.A.: On the reflective nature of the Spring kernel. In: Hommel, G. (Hrsg.) Prozeßrechnersysteme ’91, Informatik Fachberichte 269, S. 2–18, Springer, Berlin, February (1991)CrossRef
7.
Locke, C.D.: Software architecture for hard real-time applications: Cyclic executives vs. fixed priority executives. J. Real-Time Systems 4(1), 37–53 (1992)CrossRef
8.
Halang, W.A., Hommel, G., Lauber, R.: Perspektiven der Informatik in der Echtzeitverarbeitung. Informatik Spektrum 16(6), 357–362 (1993)
9.
Buttazzo G.C., Lipari, G., Abeni, L., Caccamo, M.: Soft Real-Time Computing Systems: Predictability vs. efficiency. Springer, New York (2005)
10.
Kuhn, TS: Die Struktur der wissenschaftlichen Revolutionen. Suhrkamp, Frankfurt (1969)
11.
Wellstead, P.E., Chrimes, V., Fletcher, P.R., Moody, R., Robin, A.J.: The ball and beam control experiment. Int. J. Electr. Eng. Educ. 15, 1978 (1978)CrossRef
12.
Zöbel, D.: A versatile real-time experiment: Balancing a ball on a flat board. In: Zalewski, J.(Hrsg.) Third IEEE Real-Time Systems Education Workshop (RTEW’98), S. 98–105, Poznan, Poland, November (1998)
13.
Fan, X., Zhang, N., Teng, S.: Trajectory planning and tracking of ball and plate system using hierarchical fuzzy control scheme. Fuzzy Sets and Syst. 144(2), 297–312 (2004)MathSciNetCrossRef
14.
Dušek, F., Honc, D., Sharma, R.: Modelling of ball and plate system based on first principle model and opimal control. In: International Conference on Process Control (PC), Štrbské Pleso, Slovakia June (2017)
15.
Nawawi, S.W., Ahmad, M.N., Osman, J.H.S.: Real-time control of a two-wheeled inverted pendulum mobile robot. Int. J. Electr. Comput. Eng. 2(2), 406–412 (2008)
16.
Bak, S., Johnson, T.T., Caccamo, M., Sha, L.: Real-time reachability for verified simplex design. In: Proceedings of the IEEE 35th IEEE Real-Time Systems Symposium, RTSS 2014, Rome, Italy, December 2–5, 2014, S. 138–148 (2014)
17.
Huang, Y-S., Weng, Y-S., Zhou, M.: Critical scenarios and their identification in parallel railroad level crossing traffic control systems. IEEE Trans. Intell. Transp. Syst. 11(4), 968–977 (2010)CrossRef
18.
Cho, B.-K., Ryu, S-H., Hwang, H.-C., Koh, S.-C., Lee, D.-H.: Intelligent control system for railway level crossing safety. In: Proceedings of the International Conference on IT Convergence and Security, ICITCS 2012, Pyeong Chang, Korea, December 5–7, 2012, S. 309–317 (2012)
19.
Faulk, S., Brackett, J., Ward, P., Kirby, J.: The core method for real-time requirements. IEEE Softw. 9, 22–33 (1992)CrossRef
20.
Zöbel, D., Weyand, C., Schwarz, C.: Safe control for systems with value- and time-dependant deviations. In: 30th IFAC Workshop on Real-Time programming (WRTP’09), Mragowo, Poland, October (2009)
21.
Schwarz, C.: Statistische Parameteranalyse für hybride Systeme. In: Echtzeit 2013, Informatik aktuell, S. 87–96, Boppard, Germany, Springer, Berlin, November (2013)
22.
Heintz, R., Struck, G., Burkhard, M.: Flexible Echtzeitsimulationsumgebung für optische Schüttgutsortierung. In: Echtzeit 2011, Informatik aktuell, S. 131–140, Boppard, Germany, GI-Fachgruppe Real-Time. Springer, Berlin, November (2011)
23.
Pfaff, F., Kurz, G., Hanebeck, U.D.: Multimodal circular filtering using fourier series. In: 18th International Conference on Information Fusion, FUSION 2015, Washington, DC, USA, July 6–9, 2015, S. 711–718 (2015)
24.
Gomaa, H: Software Design Methods for Concurrent and Real-Time Systems. The SEI Series in Software Engineering. Addison-Wesley, Reading, Mass. (1993)
25.
Anthony Spiteri Staines: Modelling and analysis of a cruise control system. Int. J. Comput. Inf. Eng. 2(2), 306–310 (2008)
26.
Zhao, R.C., Wong, P.K., Xie, Z.C., Zhao, J.: Real-time weighted multi-objective model predictive controller for adaptive cruise control systems. Int. J. Automot. Technol. Manage. 18(2), 279–292 (2017)CrossRef
27.
Feld, T., Biondi, A., Davis, R.I., Buttazzo, G.C., Slomka, F.: A survey of schedulability analysis techniques for rate-dependent tasks. J. Syst. Softw. 138, 100–107 (2018)CrossRef
28.
Törngren, M.: Fundamentals of implementing real-time control applications in distributed computer systems. Real-Time Syst. 14, 219–250 (1998)
29.
Lunze, J.: Automatisierungstechnik. Oldenbourg, München (2003)
30.
Bijak, D.Z.: Entwurf, Implementierung und Evaluation einer Echtzeitanwendung unter Verwendung des MARTOP Frameworks. Bachelorarbeit, Universität Koblenz-Landau (2016)
31.
Zhou, P., Zuo, D., Hou, K.M., Zhang, Z.: A decentralized compositional framework for dependable decision process in self-managed cyber physical systems. Sensors 17(11), 2580 (2017) CrossRef
32.
33.
Marwedel, P.: Eingebettete Systeme. Springer, Berlin (2007)
34.
Steusloff, H.: Verteilte Echtzeitsysteme und Eingebettete Systeme. In: Vogel-Heuser, B. (Hrsg.) Verteilte Echtzeitsysteme, Informatik aktuell, S. 1–12, Echtzeitprogrammierung und PEARL, Springer, Berlin, November (2003)
35.
Lee, E.A.: Cyber physical systems: Design challenges. In: 11th IEEE International Symposium on Object-Oriented Real-Time Distributed Computing (ISORC’08), S. 363–369 (2008)
36.
Engell, S.: Cyber-physical systems of systems – Definition and core research and innovation areas. Working Paper of the Support Action CPSoS of the European Union’s Seventh Programme for Research, technological development and demonstration under grant agreement No 611115., October (2014)
37.
Bundesministerium für Bildung und Forschung, Referat IT-Systeme, Bonn. Zukunftsbild Industrie 4.0 (2013)
38.
Herrtwich, R.G., Hommel, G.: Kooperation und Konkurrenz. Nebenläufige, verteilte und echtzeitabhängige Programmsysteme. Springer, Berlin (1989)CrossRef
39.
Werner, D.: Theorie der Betriebssysteme: Eine Einführung in die Koordinierung paralleler Prozesse. Hanser, München (1992)
40.
41.
Zöbel, D., Hogenkamp, H.: Konzepte der parallelen Programmierung. Teubner, Stuttgart (1988)CrossRef
42.
DeMarco, T.: Structured Analysis and System Specification. Prentice Hall, Eaglewood Cliffs (1978)
43.
Ward, P.T., Mellor, S.J.: Structured Development for Real-Time Systems, Bd. 1–3. Yourdon Press, New York (1985)
44.
Hatley, D.J., Pirbhai, I.A.: Strategies for Real-Time System Specification. Dorset House Publishing, New York (1987)
45.
Selic, B., Gullekson, G., Ward, P.T.: Real-Time Object-Oriented Modelling. Wiley, Hoboken (1994)
46.
Gomaa, H.: Designing Concurrent, Distributed, and Real-Time Applications with UML. Addison-Wesley, Boston (2000)
47.
Vogel-Heuser, B.: Systems Software Engineering. Oldenbourg, München (2003)
48.
Pohl, K., Hönniger, H., Achatz, R., Broy, M.: Model-Based Engineering of Embedded Systems. Springer, Heidelberg (2012)
49.
Poh, K., Broy, M., Daembkes, H., Hönniger, H.: Advanced Model-Based Engineering of Embedded Systems. Springer, Heidelberg (2016)
50.
Sanz, R., Årzèn, K.-E.: Trends in software and control. IEEE Control Systems Magazine 23(3), 12–15 (2003)
51.
Cervin, A., Eker, J.: Control-scheduling codesign of real-time systems: The control server approach. J. Embed. Comput. 1(2), 209–224 (2005)
52.
53.
Decaudin, P., Neyret, F.: Rendering forest scenes in real-time. In Rendering Techniques, Eurographics Symposium on Rendering, S. 93–102 (2004)
54.
Stankovic, J.A.: Misconceptions about real-time computing: A serious problem for next generation systems. IEEE Trans. Comput. 21(10), 10–19 (1988)CrossRef
55.
Priese, L., Klieber, J., Lakmann, R., Rehrmann, V., Schian, R.: New results on traffic sign recognition. In: IEEE Intelligent Vehicles Symposium, S. 249–254, Paris, October (1994)
56.
Fang, C.-Y., Chen, S.-W., Fuh, C.-S.: Road-sign detection and tracking. IEEE Trans. Veh. Technol. 52(5), 1329–1341 (2003)CrossRef
57.
Bahlmann, C., Zhu, Y., Ramesh, V., Pellkofer, M., Kohler, T.: A system for traffic sign detection, tracking, and recognition using color, shape and motion information. In: IEEE Intelligent Vehicles Symposium, S. 199–204, Washington, June (2005)
58.
Zhang, J., Huang, M., Jin, X., Li, X.: A real-time chinese traffic sign detection algorithm based on modified YOLOv2. Algorithms 10(4), 127 (2017)MathSciNetCrossRef
59.
Lee, H.S., Kim, K: Simultaneous traffic sign detection and boundary estimation using convolutional neural network. IEEE Trans. Intell. Transp. Syst. 19(5), 1652–1663 (2018)CrossRef
60.
Stallkamp, J., Schlipsing, M., Salmen, J., Igel, C.: The german traffic sign recognition benchmark: A multi-class classification competition. In: The 2011 International Joint Conference on Neural Networks, IJCNN 2011, San Jose, California, USA, July 31 – August 5, 2011, S. 1453–1460 (2011)
61.
Krishna, C.M., Shin, K.G.: Real-Time Systems. McGraw-Hill Companies, New York (1997)
62.
Buttazzo, G.C.: Hard Real-Time Computing Systems: Predictable Scheduling, Algorithms and Applications. Kluwer, Boston (2005)
63.
Wörn, H., Brinkschulte, U.: Echtzeitsysteme. Springer, Berlin (2005)
64.
Kopetz, H.: Real-Time Systems – Design Principles for Distributed Embedded Applications. Kluwer, Boston (1997)
65.
Shaw, A.C.: Real-Time Systems and Software. Wiley, New York (2001)
66.
Lee, E.A.: What is real time computing? A personal view. IEEE Des. Test 35(2), 64–72 (2018)CrossRef
67.
Krishna, C.M., Lee, Y.H.: Real-time systems. IEEE Comput. 24(5), 10–11 (1991)
68.
Stankovic, J.A.: Real-time computing. BYTE, S. 155–160, August (1992)
69.
Querbach, M.: Entwicklung und Implementierung des Wippe-Experiments mit Hilfe von LEGO Mindstorms NXT. Universität Koblenz-Landau, Masterarbeit (2012)
70.
Schmitz, P.: Verbesserung der automatischen Steuerung des LEGO Mindstorms NXT Wippe Experiments und Realisierung einer manuellen Steuerung. Universität Koblenz-Landau, Masterarbeit (2013)
71.
Dieter Z.: Canonical approach to derive and enforce real-time conditions. In: 1st International ECRTS Workshop on Real-Time and Control (RTC 2005), Palma de Mallorca, Euromicro, July (2005)
72.
Girard, A.R., Spry, S.C., Hedrick, J.K.: Real-time embedded hybrid control software for intelligent cruise control. IEEE Roborics and Autom. Mag. 12(5):22–28, March (2005)
73.
El-khoury, J: A Model Management and Integration Platform for Mechatronics Product Development. Doctoral thesis, School of Industrial Engineering and Management, Dept. of Machine Design, Stockholm, Sweden, January (2006)
74.
Lewerentz, C., Lindner, T.: Formal Development of Reactive Systems – Case Study Production Cell. LNCS 891. Springer, Berlin, January (1995)
75.
Dierks, H.: The production cell: A verified real-time system. In: Jonsson, B., Parrow, J. (Hrsg.) Formal Techniques for Real-Time and Fault-Tolerant Systems, LNCS 1135, S. 208–227 (1996)
76.
Capel, M.I., Holgado, J.A.: A formal system specification to derive a simulink model for a real-time hybrid study case using CSP+T. In VIII Jornadas de Tiempo Real, S. 100–116, Bilbao, February (2005)
77.
Alur, R.: Techniques for Automatic Verification of Real-Time Systems. PhD thesis, Stanford University, California (1991)
78.
Heitmeyer, C., Lynch, N.: The generalized railroad crossing: A case studie in formal verification of real-time systems. In: Proc. of the IEEE Real-Time Systems Symposium, S. 120–131. IEEE Computer Society Press (1994)
79.
Logothetis, G., Schneider, K.: Abstraction from counters: An application on real-time systems. Design. Automation, and Test in Europe (DATE’2000), S. 486–493. France, Paris, March (2000)
80.
Bolch, G., Vollath, M.-M.: Prozeßautomatisierung: Aufgabenstellung. Realisierung und Anwendungsbeispiele. Leitfäden der angewandten Informatik. Teubner, Stuttgart (1991)CrossRef
81.
Tuohy, S., Glavin, M., Hughes, C., Jones, E., Trivedi, M.M., Kilmartin, L.: Intra-vehicle networks: A review. IEEE Trans. Intell. Transp. Syst. 16(2), 534–545 (2015)CrossRef
82.
Jakobs, C., Tröger, P.: Quo vadis AUTOSAR? In: 47. Jahrestagung der Gesellschaft für Informatik, Informatik 2017, Chemnitz, Germany, September 25–29, 2017, S. 1475–1486 (2017)
83.
Brau, G., Navet, N., Hugues, J.: Heterogeneous models and analyses in the design of real-time embedded systems – an avionic case-study. In: Proceedings of the 25th International Conference on Real-Time Networks and Systems, RTNS 2017, Grenoble, France, October 04–06, 2017, S. 168–177 (2017)
84.
Rieger, S.: Streaming-Media und Multicasting in drahtlosen Netzwerken. Technical Report Nr. 61, Gesellschaft für wissenschaftliche Datenverarbeitung mbH Göttingen (2003)
85.
Fredericsson, S., Perey, C.: Quality of service for multimedia communications. New Telecom Quarterly, 4Q95 (1995)
86.
Metadata
Title
Einführung
Author
Dieter Zöbel
Copyright Year
2020
Publisher
Springer Berlin Heidelberg
Book
Echtzeitsysteme

Print ISBN: 978-3-662-60420-5

Electronic ISBN: 978-3-662-60421-2

Copyright Year: 2020

DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-60421-2_1

Premium Partner

    Image Credits