MET115: Advanced Embedded Software

Kernmodule Elektrotechnik

MET115: Advanced Embedded Software

Kurzporträt MET115: Advanced Embedded Software
Worum geht es? In diesem Modul entwerfen Sie für ein konkretes eingebettetes System eine tragfähige Softwarearchitektur: Sie skizzieren Komponenten, Datenflüsse und Schnittstellen, wählen passende Entwurfsmuster wie Zustandsautomaten oder Publish/Subscribe aus, integrieren einfache KI-/ML-Komponenten ressourcenbewusst und definieren Teststrategien sowie einen DevOps-/CI/CD-Workflow für Embedded Software.
Wofür braucht man es? Diese Kompetenzen werden benötigt, um in Entwicklungsteams wartbare, testbare und erweiterbare Embedded-Software-Lösungen zu konzipieren statt gewachsene, schwer wartbare Firmware zu produzieren. Sie ermöglichen es, Architekturentscheidungen begründet zu treffen und gegenüber Kolleginnen und Kollegen fachlich zu vertreten.
Wieso ist es interessant? Eingebettete Software steckt in beinahe jedem technischen Produkt, oft unter harten Ressourcen- und Echtzeitbedingungen. Wer verstehen möchte, wie man solche Software so strukturiert, dass sie über Jahre wartbar bleibt und sich sogar um KI-Komponenten erweitern lässt, findet hier den passenden Rahmen.
Modulverantwortung

Prof. Dr. Matteo Zella

Lehrperson(en)

Prof. Dr. Matteo Zella

Verwendbarkeit
  • Master Elektrotechnik
  • Master Mechatronik und Robotik
Fächergruppe

Ingenieurwissenschaften

Modultyp
Wahlpflicht
Sprache

Deutsch

Angebot

Wintersemester

Dauer

1 Semester

Credits

5 ECTS

Benotung

Deutsche Notenskala 1-5

SWS

2 V | 1 Ü | 1 P | - S

Workload
Präsenzstudium: 45 Std. Selbststudium: 90 Std.
Engl. Titel

Advanced Embedded Software

Empfohlene Voraussetzungen

Keine angegeben.

Lernergebnisse / Kompetenzen
WAS

Die Studierenden können für ein konkretes eingebettetes Softwaresystem eine tragfähige Softwarearchitektur entwerfen und technisch begründen, die geeignete Entwurfsmuster und KI-Komponenten integriert.

WOMIT

Die Studierenden erreichen dieses Lernergebnis, indem sie

  • zentrale Komponenten, Datenflüsse und Schnittstellen eines eingebetteten Systems identifizieren und erste Architektur-Sketche (z. B. Schichten-, Komponenten- oder Ports-and-Adapters-Modelle) erstellen,
  • passende Entwurfsmuster für Embedded-Software (z. B. Zustandsautomaten, Publish/Subscribe, HAL/Abstraktionsschichten, Strategy) auswählen, auf kleine Lab-Beispiele anwenden und deren Wirkung auf Kopplung, Testbarkeit und Erweiterbarkeit reflektieren,
  • einfache KI-Modelle bzw. ML-Komponenten (z. B. Klassifikator, Anomalie-Erkennung) hinsichtlich Ressourcenbedarf und Latenz bewerten und ein passendes Integrationskonzept (Datenpfad, Inferenz auf MCU/SoC/Edge-HW) in die Architektur einbetten,
  • für ausgewählte Architekturvarianten grundlegende Teststrategien (Unit-, Integrations-, Hardware-in-the-Loop-Tests) ableiten und Testfälle so zuschneiden, dass kritische Komponenten automatisiert überprüfbar werden,
  • einen einfachen DevOps-/CI/CD-Workflow für eingebettete Software (z. B. Build, statische Analyse, Unit-Tests, Deployment auf Test-Hardware) definieren und in Form von Pipeline-Skizzen bzw. Konfigurationsfragmenten ausarbeiten.
WOZU

um in Entwicklungsteams als Embedded Software Engineer wartbare, testbare und erweiterbare Embedded-Software-Lösungen konzipieren und ihre Architekturentscheidungen gegenüber Fachkolleg:innen fundiert vertreten zu können.

Inhalte
  • Software-Architekturen für Embedded Systems
  • Entwurfsmuster für Embedded-Software
  • KI-Modelle in eingebetteter Software
  • DevOps & CI/CD für Embedded Software
  • Teststrategien & Qualitätssicherung
Prüfungsvorleistung

Keine

Prüfungsleistung

Haus-/Projekt-/Studienarbeit mit Präsentation (20 Minuten) und schriftlicher Ausarbeitung (20 Seiten)

Literatur
  • Ralf Spitzmüller; René Schell: Softwaretechnik für Embedded Systems. Springer Vieweg, 2019.
  • Peter Marwedel: Embedded System Design: Embedded Systems Foundations of Cyber-Physical Systems and the Internet of Things. Springer, 2021.