Dieser Kurs ist Teil der Spezialisierung Spezialisierung Real-Time Embedded Systems

3.6

Sterne

34 Bewertungen

Sam Siewert

7.375 bereits angemeldet

von

Teil des Abschlusses Master of Science in Electrical Engineering

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Spezialisierung Real-Time Embedded SystemsUniversity of Colorado Boulder

Über diesen Kurs

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This course can also be taken for academic credit as ECEA 5315, part of CU Boulder’s Master of Science in Electrical Engineering degree.
Course Description: In this course, students will design and build a microprocessor-based embedded system application using a real-time operating system or RT POSIX extensions with Embedded Linux. The course focus is on the process as well as fundamentals of integrating microprocessor-based embedded system elements for digital command and control of typical embedded hardware systems.

Lab Description: The course requires the student to install embedded Linux on the Raspberry Pi ARM A-Series System-on-Chip processor.  This course must be completed using a Raspberry Pi as an embedded system (headless) not a PC running Linux. You will however find Linux as a useful host development system or Windows with an SSH terminal access tool such as Putty, MobaXterm, or equivalent.

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Kurs 1 von 4 in

Spezialisierung Real-Time Embedded Systems

Stufe „Mittel“

Computer, Electrical, or Software Engineering

Ca. 51 Stunden zum Abschließen

Englisch

Untertitel: Arabischer Raum, Französisch, Portugiesisch (europäisch), Italienisch, Vietnamesisch, Deutsch, Russisch, Englisch, Spanisch

Was Sie lernen werden

A beginning practitioner's understanding of rate monotonic theory, analysis, and practices for embedded systeems.

Implementation of real-time services as POSIX threads.

Difference between Linux user space and kernel space.

Kompetenzen, die Sie erwerben

Multi-Core Processors
RM LUB (Rate Monotonic Least Upper Bound)
Linux On Embedded Systems
C Programming
Posix Threads

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Spezialisierung Real-Time Embedded Systems

Stufe „Mittel“

Computer, Electrical, or Software Engineering

Ca. 51 Stunden zum Abschließen

Englisch

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Dozent

Dozentenbewertung

4,04/5 (21 Bewertungen)

Sam Siewert

Associate Professor Adjunct

Electrical, Computer, and Energy Engineering

9.392 Lernende

4 Kurse

von

University of Colorado Boulder

CU-Boulder is a dynamic community of scholars and learners on one of the most spectacular college campuses in the country. As one of 34 U.S. public institutions in the prestigious Association of American Universities (AAU), we have a proud tradition of academic excellence, with five Nobel laureates and more than 50 members of prestigious academic academies.

Beginnen Sie damit, auf Ihren Master-Abschluss hinzuarbeiten.

Dieses Kurs ist Teil des reinen Onlineabschlusses Master of Science in Electrical Engineering von University of Colorado Boulder. Wenn Sie in das komplette Programm aufgenommen werden, werden Ihre Kurse auf Ihren Abschluss angerechnet.

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Lehrplan - Was Sie in diesem Kurs lernen werden

Woche

Woche 1

12 Stunden zum Abschließen

Exploration of RT Challenges and Concepts

This module gives an introduction to real-time theory , challenges faced in designing real-time systems and scheduling policies implemented while comparing the Linux POSIX real-time threads to RTOS and MFE systems.

12 Stunden zum Abschließen

8 Videos (Gesamt 199 min), 6 Lektüren, 7 Quiz

8 Videos

Course Introduction13m

Predictable response software36m

Simple Linux real-time services compared to non-real-time - introduction18m

Simple Linux real-time services compared to non-real-time - conclusion36m

Introduction to Scheduling Theory for Real-Time Systems30m

RM Optimal Priority Policy and Service Request and Response Timeline9m

Timing Analysis - Rate Monotonic Priority Assignment Policy By Example7m

Challenges with Linux User and Kernel Space Real-Time Applications45m

6 Lektüren

EXTRA HELP: Home Lab Set Up10m

EXTRA HELP: Code Walkthroughs and Demonstrations10m

Scan and Question RTES Terminology10m

EXTRA HELP: Code Walkthroughs and Demonstrations10m

Re-Read, Recite, and Review RTES Terminology we Used10m

4 praktische Übungen

Basic Concepts and Terminology15m

Scheduling policies15m

Services15m

Module 1 | POSIX Threads and Linux Systems15m

Woche

Woche 2

14 Stunden zum Abschließen

Quality of Service Theory from Best Effort to Hard Real-Time

This module describes the utility curves used for analysis of real-time systems along with Rate Monotonic Scheduling Policy and its Least Upper Bound Condition. It also describes the absolute time and date standards which are critical parameters for real-time services.

14 Stunden zum Abschließen

7 Videos (Gesamt 124 min), 3 Lektüren, 6 Quiz

7 Videos

Code Demonstration: SMP compared to AMP5m

Code Walkthrough: Starter code for AMP using thread affinity7m

Real-Time Scheduling Utility Curves18m

Code Walkthrough: RT Clock14m

Review of absolute time and date standards and resources35m

Rate Monotonic Scheduling Analysis by Worst Case Inspection15m

Rate Monotonic Scheduling - Feasibility vs. Safety and Exceeding the RM LUB27m

3 Lektüren

Scan and Question Original paper on Rate Monotonic theory (Liu & Layland)3h

Optional reading on Linux NPTL and SCHED_DEADLINE2h

Re-Read, Recite, and Review RTES Terminology we Used20m

3 praktische Übungen

Real time Utility curves30m

Rate Monotonic Scheduling 30m

Module 2 | Real-Time Systems Analysis, Harmonic Services and RMA Scheduling Policy30m

Woche

Woche 3

10 Stunden zum Abschließen

Scheduling and Concept of Real-Time Services

This module covers the methods of sequencing of service requests along with software scheduling and real-time scheduling policies.

10 Stunden zum Abschließen

13 Videos (Gesamt 187 min), 1 Lektüre, 4 Quiz

13 Videos

Priority Preemptive Scheduler State Machine For Linux and VxWorks22m

Service Code Structure driven by Interrupts14m

Summary of Key Points and Liu & Layland RMA Uses and Limitations30m

More Details on Liu and Layland RMA Limitations and Work-arounds27m

Code Walkthrough: POSIX Software Interval Timer Example8m

Code Walkthrough: Generic Sequencing using an Interval Timer10m

Comparison of Cyclic Executive, RTOS and Linux RT Service Implementation29m

Introduction to Worst Case Analysis hand diagramming of RM schedules9m

Worst Case Analysis schedule where RM fails (above the LUB)5m

Example where RM succeeds above the LUB for a harmonic service set6m

Example of scheduling above the LUB at 100% utility that is feasible6m

Analysis of a harmonic service schedule by hand diagramming for RM and RR7m

Introduction to Cheddar RMA Tool8m

1 Lektüre

Re-Read, Recite, and Review RTES Terminology we Used10m

2 praktische Übungen

Real-Time Scheduling and Service Requests15m

Module 3 | Review and Basic Timing Analysis by Hand and with Cheddar15m

Woche

Woche 4

14 Stunden zum Abschließen

Overview of Real-time Hardware Architectures and Software Stacks

This module discusses the use of multi core microprocessors for real-time applications and gives an overview of RTOS Options (Open and Proprietary) and OS with POSIX Real-Time Extensions for real-time systems.

14 Stunden zum Abschließen

4 Videos (Gesamt 46 min), 2 Lektüren, 6 Quiz

4 Videos

Introduction - ARM M-Series, R-Series, and A-Series8m

Overview of Single Board Computers used for Real-Time Education15m

Using Linux for this Course - Rationale and Observations11m

Code Demonstration: Thread Gridding Concepts for Multi-Core11m

2 Lektüren

Space Shuttle Multi-Frequency Executive Architecture2h

Re-Read, Recite, and Review RTES Terminology we Used10m

2 praktische Übungen

AMP/SMP and Co-Processors30m

Module 4 | Gear up for the Final Exam!15m

Über den Spezialisierung Real-Time Embedded Systems

The Real-Time Embedded Systems specialization is a series of four course taking you from a beginning practitioner, to a more advanced real-time system analyst and designer. Knowledge and experience gained on hard to master topics such as predictable response services, when to allocate requirements to hardware or software, as well as mission critical design will enhance your engineering talent. You will gain experience building a simple, but real, system project with real-time challenges, that will boost your confidence.

The hands-on, at home, project hardware is affordable, widely available, and quick-time-to market methods leverage Linux real-time extensions, open source RTOS (Real-Time Operating System), as well as tried and true cyclic executives. After you complete all four courses in the series, you can consider yourself an intermediate to more advanced real-time system practitioner. This knowledge is invaluable for medical, aerospace, transportation, energy, digital entertainment, telecommunications, and other exciting embedded career options. The series stresses hands-on practice and assessment of your learning progress, not only based on knowledge acquisition, but by teaching you to put theory into practice and how to evaluate design options and make optimal choices. The unique final project allows you to see real-time challenges with your eyes, to debug interactively, and build a simple at-home detection, tracking and synchronization system.

Häufig gestellte Fragen

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Real-Time Embedded Systems Concepts and Practices