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Über dieses Buch

Das Buch liefert in Theorie und Praxis eine durchgehende und vollständige Darstellung des Entwicklungs-Prozesses von Eingebetten Systemen mit den Phasen Analyse, Entwurf, Implementierung und Test. Die Schwerpunkte liegen im Entwurf auf Systemebene und im Vergleich der Entwicklung von FPGA- und Mikroprozessor-Systemen.

Die Arbeit dient auch der technischen und ökologischen Entscheidungshilfe. Zahlreiche Praxis-Beispiele, -Aufgaben, Einstiegshilfen und Literaturhinweise zur weiteren Vertiefung runden das Werk ab.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Einleitung

Zusammenfassung
Eingebettete Systeme sind Rechenmaschinen wie Mikroprozessoren und FPGA, die, für den Anwender weitgehend unsichtbar, in elektrischen Geräten „eingebettet“ sind (siehe Kapitel 2). Verglichen mit Millionen produzierter Desktop- oder Laptop-Computer werden Milliarden Eingebetteter Systeme pro Jahr produziert. Die Anwendungsgebiete sind vielseitig. Die Bandbreite geht von Geräten im Haushalt über Medizintechnik hin zur Konsumer- und Automobilelektronik, um nur einige Beispiele zu nennen. Hieraus ergeben sich umfangreiche Randbedingungen für die Entwicklung; dies schlägt sich in der Produktivität nieder. Auf der anderen Seite prognostiziert das „Moore’sche Gesetz“ eine Verdoppelung der Transistoranzahl bei integrierten Schaltungen alle 18 Monate. Hieraus ergibt sich eine „Lücke“ beim Entwurf von Eingebetteten Systemen. Diese Lücke kann durch den Entwurf auf Systemebene geschlossen werden.
Ralf Gessler

2. Eingebettete Systeme

Zusammenfassung
Das folgende Kapitel stellt die Eingebetteten Systeme und deren Entwicklung mit Randbedingungen vor. Der Schwerpunkt der Ausführungen liegt bei den Mikroprozessoren (DSP) und programmierbaren Logikbausteinen (FPGA).
Ralf Gessler

3. Entwicklungs-Prozesse

Zusammenfassung
Das Kapitel stellt den Prozess für die Entwicklung von Software für Eingebettete Systeme, basiert auf Mikroprozessoren und FPGAs, vor.
Ralf Gessler

4. Entwurf auf Systemebene

Zusammenfassung
Das vorliegende Kapitel stellt die unterschiedlichen Entwurfs- Methoden auf Systemebene vor.
Das Kapitel diskutiert die unterschiedlichen Entwurfs-Modelle mit Anwendungsgebieten anhand von Beispielen.
Ralf Gessler

5. Implementierung

Zusammenfassung
Das Kapitel zeigt die Software-Implementierung der in Kapitel 4 mittels Modellen entworfenen Lösung. Die Software-Implementierung erfolgt sowohl für Mikroprozessoren als auch für FPGAs.
Ralf Gessler

6. Test

Zusammenfassung
Kapitel 4 stellt den vollständigen Entwicklungs-Prozess vor. Hierbei wird der System-Test oftmals „unterschätzt“ und „stiefmütterlich“ behandelt. Die syntaktische Überprüfung mit dem Ergebnis Null Fehler und Warnungen sagt noch lange nichts über einen fehlerfreien Betrieb aus. Eingebettete Systeme haben eine Funktion unter bestimmten Randbedingungen zu erfüllen. Die spätere Verifikation muss schon in Entwurf und Implementierung mitberücksichtigt werden.
Ralf Gessler

7. Zahlensysteme und Arithmetik

Zusammenfassung
Grundlage für die Realisierung algorithmischer Aufgaben in Mikroprozessoren und Digitalschaltungen sind Zahlensysteme und Arithmetik. Sie sind Teil des Datenpfades bei Eingebetteten Systemen.
Ralf Gessler

8. Auswahlkriterien

Zusammenfassung
Im Folgenden werden Hilfen zur Auswahl von Rechenmaschinen bzw. zur Architektur- Bewertung vorgestellt. Dies ist für den Entwurf Eingebetteter Systeme besonders wichtig zur Berücksichtigung der Randbedingungen (siehe Kapitel 4). Ziel ist die einfache und schnelle Abschätzung.
Ralf Gessler

9. Vergleichende Entwicklung

Zusammenfassung
Für die Entscheidung zwischen Mikroprozessoren und Digitaler Schaltungstechnik (FPGAs) zur Lösung einer Aufgabenstellung für ein Eingebettetes System ist es notwendig, die Stärken und Schwächen beider Techniken zu kennen. Das vorliegende Kapitel vergleicht sowohl die Hardware (Architektur, Rechenmaschine) als auch die Software-Entwicklung für Entwurf (Modelle) und Implementierung (Implementierungsprozess mit C, VHDL). Im Fokus des Vergleichs steht die Rechenleistung.
Ralf Gessler

10. Trends

Zusammenfassung
Das vorliegende Kapitel stellt einige für den Autor wichtige Trends sowohl bezüglich der Hardware als auch der Software vor.
Ralf Gessler

Backmatter

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