Diese Woche gehen wir ins Detail, woraus eingebettete Systeme bestehen. Insbesondere lernen Sie die Hauptblöcke eines jeden Verarbeitungselements von eingebetteten Systemen kennen. Wir zeigen Ihnen, woraus (1) eingebettete Prozessoren bestehen und was ihre Hauptmerkmale sind. Sie erfahren, was (3) rekonfigurierbare Architekturen und FPGAs sind und welche Art von (4) vorgefertigten Plattformen Sie verwenden können, um mit Verarbeitungselementen zu arbeiten.

In dieser Woche beginnen wir mit einem Überblick über Betriebssysteme und eingebettete Betriebssysteme für IoT. Die wichtigsten Funktionen von eingebetteten Betriebssystemen werden besprochen. Wir lernen, wie Betriebssysteme funktionieren: wie Speicher verwaltet wird, wie Aufgaben geplant werden, was Unterbrechungen sind und wie sie behandelt werden. Danach vertiefen wir unser Wissen mit den beliebten Kerneln für allgemeine und eingebettete Betriebssysteme. Es werden der (monolithische) Linux-Kernel, der Mikro-Kernel und der modulare Kernel vorgestellt. Darüber hinaus werden mehrere beliebte eingebettete Betriebssysteme für das Internet der Dinge vorgestellt. Konkret werden Sie nach dem Besuch dieser Woche in der Lage sein, (1) zu erklären, warum eingebettete Systeme häufig ein Betriebssystem benötigen, (2) zu beschreiben, wie ein eingebettetes Betriebssystem funktioniert, z.B. wie der Speicher verwaltet wird, wie Aufgaben geplant werden und wie Unterbrechungen gehandhabt werden. (3) Sie sind in der Lage, gängige Kernel für eingebettete Betriebssysteme zu unterscheiden. (4) Sie können zwischen gängigen eingebetteten Betriebssystemen für das IoT unterscheiden.

In dieser Woche beginnen wir, den Contiki Os im Detail zu erkunden. Zunächst sprechen wir über das Contiki-System und seine Kernel-Architektur. Außerdem untersuchen wir, wie ladbare Programme in Contiki implementiert werden. Zweitens gehen wir die Dienste und Bibliotheken in Contiki durch, um zu sehen, wie sie aufgebaut sind und wann sie aufgerufen werden können. Drittens erörtern wir die Kommunikation in Contiki anhand von Details der uIp- und Rime-Kommunikationsstapel in Contiki. Als nächstes werden Prototheads besprochen, um zu beschreiben, wie Anwendungscode in Contiki verarbeitet wird. Außerdem werden die APIs für Multi-Threading besprochen. Zu guter Letzt wird der Cooja-Simulator vorgestellt - ein Simulator für drahtlose Sensornetzwerke, der auf Contiki basiert. Alle Schritte der Installation und Anwendung von Cooja für eine drahtlose Sensornetzwerkanwendung werden anhand einer Beispielanwendung detailliert vorgestellt. Konkret werden Sie nach dieser Woche in der Lage sein, (1) zu beschreiben, wie das Contiki-System und seine Kernel-Architektur aufgebaut sind. (2) Contiki-Dienste und -Bibliotheken dahingehend zu unterscheiden, wie sie aufgebaut sind, wann sie aufgerufen werden und warum sie verwendet werden. (3) Beschreiben Sie, wie die Kommunikation in Contiki implementiert und unterstützt wird und welche Protokolle Contiki unterstützen kann. (4) Erkunden Sie, wie der Code von Anwendungen in Contiki verarbeitet wird und welche wichtigen Funktionen die API für Multithreading in Contiki bietet. (5) Verwenden Sie Cooja zur Simulation von Anwendungen für drahtlose Sensornetzwerke.