Embedded Systems für Maschinenbau
- Fakult?t
Fakult?t Ingenieurwissenschaften und Informatik (IuI)
- Version
Version 1 vom 20.02.2026.
- Modulkennung
11B2316
- Niveaustufe
Bachelor
- Unterrichtssprache
Deutsch
- ECTS-Leistungspunkte und Benotung
5.0
- H?ufigkeit des Angebots des Moduls
Winter- und Sommersemester
- Dauer des Moduls
1 Semester
- Kurzbeschreibung
Embedded Systems (deutsch: eingebettete Systeme) sind kombinierte Hard- und Software-Systeme, die in mechatronischen Produkten zur Steuerung, Regelung und zur kommunikativen Integration ben?tigt werden. Sie verfügen in der Regel nur über begrenzte, dem Einsatzfall angepasste Ressourcen. Daneben werden an das Zeitverhalten h?ufig besondere Anforderungen gestellt.
- Lehr-Lerninhalte
- Konzeptionelle Grundlagen
- Hardware, Firmware, Software
- Anforderungen und Ziele
- Ausgew?hlte Anwendungsbeispiele
- Vorstellung der semesterbegleitenden Entwurfsaufgabe
- Hardware von Eingebetteten Systemen
- Microcontroller, Mikroprozessor, DSP, FPGA/CPLD, RAM, ROM, Taktgeber
- Unmittelbare Peripherie
- Beispiele: Timer, GPIO, ADC/DAC, I2C, I2S, SPI, I2C, USB, Wifi, Ethernet Mac
- Relevanz der unmittelbaren Peripherie auf das Systemverhalten
- Timer, DMA, Interrupt, Standby/LowPower
- Mittelbare Peripherie in mechatronischen Systeme
- Beispiele: Leistungstreiber für Antriebe, Messverst?rker/DAC/ADC, Displays, Energiemanagement (PMU, Akkumanagement), Kommunikationsmodule (Ethernet PHY, 2,4GHz, GPS, 4G)
- Grundkurs: Programmierung in C++
- Firmware von eingebetteten Systemen
- Schichtenmodell / Hardwareabstraktion
- Echtzeitbetriebssysteme (Multithreading: Prozesskommunikation, Synchronisation)
- Speicherverwaltung
- Energieverwaltung
- Funktionale Sicherheit
- Projektierung von eingebetteten Systemen (Teile 1-3 zu Beginn des Semesters, bester Entwurf von Studierenden wird ausgew?hlt und zu einem Fertiger gesendet)
- Konzeptentwurf Hardware am Beispiel (z.B. "Fahrroboter mit Handy-Fernsteuerung")
- Schaltplanentwurf mit EDA-Software
- Platinen-Entwurf mit EDA-Software
- Konzeptentwurf Software
- Umsetzung der Software
- Test- und Debugging-M?glichkeiten bei eingebetteten Systemen
- Konzeptionelle Grundlagen
- Gesamtarbeitsaufwand
Der Arbeitsaufwand für das Modul umfasst insgesamt 150 Stunden (siehe auch "ECTS-Leistungspunkte und Benotung").
- Lehr- und Lernformen
Dozentengebundenes Lernen Std. Workload Lehrtyp Mediale Umsetzung Konkretisierung 45 Vorlesung - 15 Labor-Aktivit?t - Dozentenungebundenes Lernen Std. Workload Lehrtyp Mediale Umsetzung Konkretisierung 15 Veranstaltungsvor- und -nachbereitung - 15 Prüfungsvorbereitung - 60 Erstellung von Prüfungsleistungen -
- Benotete Prüfungsleistung
- Portfolio-Prüfungsleistung
- Unbenotete Prüfungsleistung
- experimentelle Arbeit
- Bemerkung zur Prüfungsart
Die Portfolio-Prüfung umfasst 100 Punkte und besteht aus einer Pr?sentation und einer mündlichen Prüfung. Mit der Pr?sentation k?nnen maximal 60 Punkte erzielt werden, mit der mündlichen Prüfung k?nnen maximal 40 Punkte erzielt werden.
Die Prüfungsleistung "Experimentelle Arbeit" wird erfolgreich absolviert, wenn eine Anwesenheit und eine aktive Mitarbeit bei den Praktikumsterminen attestiert werden kann. Nach derzeitiger Planung soll im Rahmen eines einzigen, durchgehenden Versuchs ein eingebettetes Beispielsystem durch die Studierenden schrittweise und unter Supervision durch den Lehrenden aufgebaut werden.
- Prüfungsdauer und Prüfungsumfang
Benotete Prüfungsleistung:
- Portfolio-Prüfung:
Pr?sentation: 20 bis 30 Minuten
mündliche Prüfung: siehe jeweils gültigen Allgemeinen Teil der Prüfungsordnung
Unbenotete Prüfungsleistung:
- Die Prüfungsleistung "Experimentelle Arbeit" wird erfolgreich absolviert, wenn eine Anwesenheit und eine aktive Mitarbeit bei den Praktikumsterminen attestiert werden kann. Nach derzeitiger Planung soll im Rahmen eines einzigen, durchgehenden Versuchs ein eingebettetes Beispielsystem durch die Studierenden schrittweise und unter Supervision durch den Lehrenden aufgebaut werden.
- Portfolio-Prüfung:
- Empfohlene Vorkenntnisse
Erfolgreicher Besuch von Elektrotechnik und Informatik
- Wissensverbreiterung
Die Studierenden kennen die wesentlichen Begriffe und Attribute im Umfeld eingebetteter Systeme. Sie sind in der Lage, Anforderungsprofile für verschiedene Anwendungsf?lle zu erstellen und dazu passende marktübliche Hardwarekomponenten auszuw?hlen. Darüber hinaus k?nnen sie den Aufwand für die Softwareimplementierung absch?tzen und einfache Softwaremodule eigenst?ndig entwerfen. Die Studierenden sind mit den notwendigen Aufgaben in einem realen Entwicklungsprojekt vertraut und k?nnen dieses Wissen nutzen, um das vorlesungsbegleitende Projekt sowohl fachlich als auch organisatorisch sinnvoll zu gestalten.
- Wissensvertiefung
Die Studierenden k?nnen die spezifischen Besonderheiten eingebetteter Systeme bei der Softwareentwicklung er?rtern und den M?glichkeiten von PC-basierten Umgebungen gegenüberstellen.
- Wissensverst?ndnis
Die Studierenden k?nnen eine einfache Problemstellung analysieren und passende L?sungsarchitekturen in der Gruppe diskutieren. Sie k?nnen schlie?lich nach kritischer Reflektion eine Entscheidung f?llen und mit der Umsetzung beginnen. Im Prozess sind die Stuiderenden in der Lage, alle Entwicklungsschritte im Bereich von Hard- und Software kritisch zu hinterfragen und nach Abschluss zu reflektieren.
- Nutzung und Transfer
Dieim Rahmen des Praktikums/?bung umgesetze Projektaufgabe wird der beruflichen Realit?t eines Maschinenbauers entnommen. Alle erlernten Kompetenzen haben damit unmittelbaren Verwendungs- und Verwendungszusammenhang. Die Studierenden k?nnen ihre F?higkeiten im Bereich von eingebetteten Systeme beruflich nutzen und zu anderen Problemstellungen transferieren.
- Wissenschaftliches Selbstverst?ndnis / Professionalit?t
Die Absolventinnen und Absolventen des Moduls sind in der Lage, einen professionellen Entwicklungsprozess für eingebettete Systeme einzurichten und ihn zum erfolgreichen Abschluss zu bringen. Im Rahmen des Moduls lernen sie eine Auswahl der dafür fachlich erforderlichen Werkzeuge kennen.
- Literatur
Marwedel, P. (2021). Eingebettete Systeme: Grundlagen Eingebetteter Systeme in Cyber-Physikalischen Systemen. Springer Vieweg.
Zickert, G. (2023). Leiterplatten: Stromlaufplan, Layout und Fertigung. Carl Hanser Verlag GmbH Co KG.
- Verwendbarkeit nach Studieng?ngen
- Fahrzeugtechnik (Bachelor)
- Fahrzeugtechnik B.Sc. (01.09.2025)
- Maschinenbau im Praxisverbund
- Maschinenbau im Praxisverbund B.Sc. (01.03.2026)
- Maschinenbau (Bachelor)
- Maschinenbau B.Sc. (01.09.2025)
- Modulpromotor*in
- Liebler, Klaus
- Lehrende
- Liebler, Klaus