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E-Book

Echtzeit 2019

Autonome Systeme - 50 Jahre PEARL

VerlagSpringer Vieweg
Erscheinungsjahr2019
Seitenanzahl147 Seiten
ISBN9783658278083
FormatPDF
KopierschutzDRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis29,99 EUR

Mit seinem Workshop 2019 zum Thema 'Autonome Systeme - 50 Jahre PEARL' bietet der GI/GMA/ITG-Fachausschuss Echtzeitsysteme Wissenschaftlern, Nutzern und Herstellern ein Forum, auf dem neue Trends und Entwicklungen zu folgenden Programmschwerpunkten vorgestellt werden: 50 Jahre Echtzeitprogrammiersprache PEARL, Perspektiven von EZ-Systemen, Modellierung und Simulation, Koordination und Vernetzung, Bilderkennung und -verarbeitung, Funktionale und IKT-Sicherheit sowie KI unter Echtzeitbedingungen. Berichte zu aktuellen Anwendungen und zur Ausbildung runden die Publikation ab. 

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Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Vorwort6
Inhaltsverzeichnis8
1 PEARL wird 50 und das Digitale Archiv dazu10
1 Anlass und Lage10
2 ein kleiner Rückblick11
2.1 plakativ11
2.2 chronologisch-organisatorisch11
2.3 technisch-wissenschaftlich14
3 ein Archiv17
3.1 dl.gi.de17
3.2 Gebrauch17
3.3 Erfahrungen18
4 PEARL heute19
5 50 Jahre und . . .19
Literaturverzeichnis19
2 Miniaturautonomie und Echtzeitsysteme22
1 Miniaturautonomie22
2 Miniaturfahrzeuge23
2.1 Fahrzeugtyp Pkw23
2.2 Fahrzeugtyp Lkw27
3 FPGA-TPU28
4 Zusammenfassung und Ausblick30
Literaturverzeichnis30
3 Ein autonomes System zur Erfassung von WLAN-Probe-Requests32
1 Einführung32
2 Systemaufbau34
2.1 Auswahl des Prozessors34
2.2 Abschätzung des Energiebedarfs34
2.3 Integration der Komponenten35
3 Softwarestruktur36
3.1 ESP826636
3.2 Server36
4 Ergebnisse38
4.1 Funktionsweise der Ladereglers38
4.2 Kontinuierlicher Betrieb39
5 Zusammenfassung und Ausblick40
5.1 Zusammenfassung40
5.2 Ausblick40
Literaturverzeichnis41
4 Test und Fehlersuche in komplexen Autonomen Systemen42
1 Allgemeine Einführung42
2 Stand der Technik44
3 Online-Trace-Analyse44
4 Anwendungsgebiet: Code Coverage46
5 Anwendungsgebiet: Dynamische Analyse47
Literaturverzeichnis51
5 Aufbau einer Mixed-Reality-Versuchsumgebung zur Absicherung autonomer Systeme52
1 Einleitung52
2 Zielsetzung53
3 Problembeschreibung54
4 Umsetzung und Implementierung55
4.1 Evaluierung unterschiedlicher Implementierungen56
4.2 Anbindung Simulatoren59
4.3 Anbindung HiL-System60
5 Fazit und Ausblick60
6 Danksagung61
Literaturverzeichnis61
6 Autonomous Exploration, Mapping and Pathfinding using Sensor Fusion with a PhantomX MKIII62
1 Introduction62
2 System Configuration62
3 Simultaneous Localization and Mapping Algorithms64
3.1 GMapping64
3.2 Hector SLAM64
3.3 RTAB-Map64
3.4 Mapping and Pathfinding65
4 Autonomous Exploration65
5 3D Map Generation66
6 Algorithm Selection67
7 Conclusion68
References69
7 Implementierung einer Tensor Processing Unit mit dem Fokus auf Embedded Systems und das Internet of Things70
1 Einleitung70
1.1 Motivation70
1.2 Zielsetzung70
2 Künstliche Neuronale Netze71
2.1 Multilayer Perceptron71
2.2 Multilayer Perceptron als Matrixmultiplikation72
2.3 Aktivierungsfunktion72
3 Konzeption73
3.1 Architektur der Tensor Processing Unit73
3.2 Adaptierung für Embedded Systems und IoT-Geräte74
4 Umsetzung auf einem FPGA78
4.1 Synthese und Implementation78
5 Evaluation78
5.1 Theoretische Geschwindigkeit78
5.2 Gemessene Geschwindigkeit79
5.3 Vergleich mit TensorFlow79
Literaturverzeichnis79
8 Mikroarchitekturgewahre Analyse des Ressourcenverbrauchs unter Berücksichtigung des Gesamtsystems80
1 Einleitung80
2 Problemstellung und Lösungsansatz81
3 Systemmodell82
4 Mikroarchitekturanalyse83
4.1 Mikroarchitekturzustand83
4.2 Mikroarchitekturgewahre Ausführungszeitanalyse83
4.3 Verdrängungsbedingte Verzögerungen84
5 Gesamtsystemanalyse84
5.1 Der SysWCEC-Ansatz84
5.2 Integration von Mikroarchitekturwissen86
6 Evaluationsergebnisse86
7 Fazit88
Literaturverzeichnis89
9 Entscheidungslogik generieren90
1 Einordnung der Techniken90
2 Entscheidungsbäume92
3 Weitere Merkmale95
4 Zusammenfassung der signifikanten Merkmale95
5 Diskussion der Anwendungsmöglichkeiten96
6 Ausblick97
Literaturverzeichnis97
10 Zur sicheren Vernetzung von Kraftfahrzeugen98
1 Einführung98
1.1 Notwendigkeit einer Architektur zur Fahrzeugkommunikation98
1.2 Stand der Technik99
1.3 Beitrag und Abgrenzung der vorliegenden Arbeit100
2 Anwendungsanalyse100
2.1 Anwendungsszenarios101
2.2 Anforderungen an die Kommunikationsarchitektur102
3 Entwurf einer Kommunikationsarchitektur zur sicheren Fahrzeugkommunikation103
3.1 Netzstruktur und Schlüsselerzeugung103
3.2 Kommunikationsteilnehmer und Schlüsselverteilung104
3.3 Nutzdaten und Meldungen104
3.4 Nachrichtenverschlüsselung und -übertragung105
4 Evaluierung der Architektur106
4.1 Konzeptphase106
4.2 Systemebene106
4.3 Hardwareebene106
4.4 Softwareebene106
5 Fazit und Ausblick107
Literaturverzeichnis107
11 Condition Monitoring System in Lua unter RTOS-UH108
1 Einleitung108
2 Condition Monitoring109
2.1 Zustandsüberwachung der ContiRoll109
2.2 Beispiel Isolationskassetten110
3 Implementierung von Lua unter RTOS-UH112
3.1 Auswahlprozess112
3.2 Spracheigenschaften113
3.3 Portierung und Systemintegration114
3.4 Echtzeit unter Lua114
3.5 Speicherverwaltung unter Lua116
4 Fazit und Ausblick117
Literaturverzeichnis117
12 Betrachtungen zu Latenzquellen und deren Beobachtung in POSIX-Systemen am Beispiel von Container-Runtimes118
1 Einführung118
2 Neue Latenzquellen120
2.1 Hardware120
2.2 Hypervisor und Betriebssystem121
2.3 Framework123
2.4 Applikation123
3 Container123
4 Benchmarks und Ergebnisse124
4.1 Testaufbau124
4.2 Ergebnisse125
5 Zusammenfassung und Ausblick126
Literaturverzeichnis126
13 Verifikation einer Funktionsblockbibliothek für die Prozessautomatisierung128
1 Einführung128
2 Quasiempirscher Beweis als Verifikationsstrategie130
3 Komplexitätsreduktion durch Modellbildung131
4 Entwurfsbegleitende Verifikation133
5 Anwendung des Verifikationsverfahrens133
6 Fazit135
Literaturverzeichnis137
14 Cache-Kohärenz für embedded Multicore-Mikrocontroller mit harter Echtzeitanforderung138
1 Motivation138
2 Stand der Technik139
3 Konzept141
3.1 Kategorisierung142
3.2 Ablauf142
3.3 Speicherallokation143
3.4 Bewertung143
4 Resultate145
5 Diskussion146
Literaturverzeichnis147

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