Flug- und Fahrzeuginformatik - thi.de · Module der Studienrichtung Automotive ... einfache Algorithmen gemäß des FSMD-Konzepts ... • E/A-System:

Modulhandbuch

Flug- und Fahrzeuginformatik

Bachelor

Fakultät für Elektrotechnik und Informatik

Stand: 01.03.2016

Flug- und Fahrzeuginformatik Modulhandbuch

Inhalt 1 Studienaufbau ......................................................................................................... 4

2 Modulbeschreibungen ............................................................................................. 5 2.1 Module des ersten Studienabschnitts ................................................................................ 5 Einführungsprojekt ...................................................................................................................... 5

Grundlagen der Programmierung 1 ............................................................................................ 6

Grundlagen der Programmierung 2 ............................................................................................ 7

Rechnerarchitektur...................................................................................................................... 8

Entwurf digitaler Systeme ......................................................................................................... 10

Betriebssysteme ........................................................................................................................ 11

Mathematische Grundlagen 1 ................................................................................................... 12

Mathematische Grundlagen 2 ................................................................................................... 13

Physikalische und elektrotechnische Grundlagen ..................................................................... 14

Betriebswirtschaftliche Grundlagen .......................................................................................... 15

Englisch ...................................................................................................................................... 16

2.2 Module des zweiten Studienabschnitts ............................................................................ 17 Software Engineering ................................................................................................................ 17

Modellierung und Simulation dynamischer Systeme................................................................ 19

Mikrocomputertechnik ............................................................................................................. 20

Rechnernetze............................................................................................................................. 21

Eingebettete Systeme und Echtzeitsysteme ............................................................................. 23

Angewandte Mathematik .......................................................................................................... 24

Regelungstechnik ...................................................................................................................... 25

Fachwissenschaftliches Seminar ............................................................................................... 26

Vorbereitendes Praxisseminar (PLV1) ....................................................................................... 27

Nachbereitendes Praxisseminar (PLV 2) ................................................................................... 28

Informations- und Medienkompetenz (PLV3) ........................................................................... 29

Digitale Signalverarbeitung ....................................................................................................... 30

Sicherheitskritische Systeme ..................................................................................................... 32

Systems Engineering .................................................................................................................. 33

Projektmanagement .................................................................................................................. 34

Seminar Bachelorarbeit ............................................................................................................. 35

2


2.2.1. Module der Studienrichtung Automotive .................................................................................... 36 Technische Systeme im Automobil ........................................................................................... 36

Automotive-Bussysteme ........................................................................................................... 37

Verteilte Systeme ...................................................................................................................... 38

Sensoren und Aktoren für Automotive-Anwendungen ............................................................ 39

Praktikum Steuergeräte ............................................................................................................ 40

Automotive-Projekt ................................................................................................................... 41

2.2.2. Module der Studienrichtung Avionik ........................................................................................... 42 Technische Systeme im Flugzeug .............................................................................................. 42

Avionik-Bus- und -Kommunikationssysteme ............................................................................. 43

Grundlagen der Avionik ............................................................................................................. 45

Verteilte Sensor-Aktor-Systeme und Sensorfusion im Flugzeug ............................................... 47

Praktikum MMI und Virtuelle Realität ...................................................................................... 48

Avionik-Projekt .......................................................................................................................... 49

2.3 Fachwissenschaftliche Wahlpflichtmodule ...................................................................... 50

3


1 Studienaufbau Die Regelstudienzeit für die Bachelor-Studiengänge umfasst sieben Semester. Die Studiengänge glie-dern sich in zwei Studienabschnitte. Der erste Studienabschnitt umfasst zwei theoretische Studiense-mester und schließt mit einer Grundlagen- und Orientierungsprüfung ab. Der zweite Studienabschnitt beinhaltet vier theoretische Semester und ein praktisches Semester, welches i.d.R. als 5. Studiense-mester geführt wird. Nach dem ersten Studienabschnitt belegen die Studierenden Fächer einer von ihnen gewählten Studienrichtung.

Bei Erfüllung bestimmter Zugangsvoraussetzungen besteht die Möglichkeit, im Anschluss an das Ba-chelor-Studium Informatik ein Master-Studium anzuschließen. Die Hochschule Ingolstadt bietet hier zwei Master-Studiengänge an:

• Konsekutiver Master-Studiengang Informatik (M.Sc.) • Nicht-konsekutiver Master-Studiengang International Automotive Engineering (M.Eng.)

1. Semester Theorie

2. Semester Theorie

3. Semester Theorie

4. Semester Theorie

5. Semester Praxis

6. Semester Theorie

7. Semester Bachelorarbeit und Theorie

Bachelor

1. Studienabschnitt

2. Studienabschnitt

Master

8. Semester Theorie

9. Semester Theorie

10. Semester Masterarbeit

4


2 Modulbeschreibungen 2.1 Module des ersten Studienabschnitts

Einführungsprojekt Modulkürzel: FFI_EINF SPO-Nr.: 1

Zuordnung zum Curricu-lum:

Studiengang u. -richtung Art des Moduls Studiensemester

Flug- und Fahrzeuginformatik Pflichtfach 1

Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Ulrich Margull

Unterrichtsprache: Deutsch

Leistungspunkte / SWS: 2 ECTS / 2 SWS

Arbeitsaufwand: Kontaktstunden: 24 h Selbststudium: 26 h Gesamtaufwand: 50 h

Lehrveranstaltungen des Moduls:

Einführungsprojekt

Lehrformen des Moduls: Prj - Projekt

Prüfungsleistungen: LN - ohne/mit Erfolg teilgenommen

Angestrebte Lernergebnisse:

• Kenntnisse über grundlegende Bausteine eines Programms • Verstehen des Zusammenspiels zwischen Software und Hardware • Erkennen und Analysieren von Fehlern in technischen Systemen • Fähigkeit, einfache Programme selbst zu erstellen • Gegenseitiges Kennenlernen

Inhalt:

• Aufbau eines mobilen Roboters im Team • Einarbeitung in die Programmierumgebung • Kennenlernen der Sensoren und Aktoren des Roboters • Erstellen und Ablaufen lassen vorgegebener Programme zur Nutzung dieser Sensoren und Aktoren • Bibliotheksführung • Erstellen eines selbst ausgedachten Programms

5


Grundlagen der Programmierung 1 Modulkürzel: FFI_GP1 SPO-Nr.: 2




Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. rer. nat. Franz Regensburger





2.1 Grundlagen der Programmierung 1 (FFI_GP1) 2.2 Praktikum Grundlagen der Programmierung 1 (FFI_GPP1)

Lehrformen des Moduls: FFI_GP1: SU/Ü - seminaristischer Unterricht/Übung FFI_GPP1: Pr - Praktikum

Prüfungsleistungen: FFI_GP1: schrP90 - schriftliche Prüfung, 90 Minuten (100%) FFI_GPP1: LN - ohne/mit Erfolg teilgenommen (0%)


• Kenntnis allgemeiner Begriffe der Informatik; • Kenntnis von Methoden zur systematischen Planung und Durchführung von Software-Projekten; • Fähigkeit, einfachere Probleme logisch zu erfassen und eine algorithmische Lösung dafür zu erstellen; • Kenntnis einer höheren Programmiersprache, insbesondere C • Fähigkeit, vorgegebene und selbst entworfene Algorithmen in dieser Sprache zu formulieren • Fähigkeit, die Funktionen von Betriebssystemen und Entwicklungsumgebungen zu nutzen • Anwendung der Kenntnisse und Fähigkeiten, die in der zugehörigen Vorlesung vermittelt werden

Inhalt:

• Allgemeines (Grundbegriffe der Informatik, Phasen und Werkzeuge der Software-Entwicklung, Syntaxdia-gramme, Struktogramme, Grundbegriffe und Prinzipien der imperativen Programmierung)

• Programmiersprachen (allgemein und Sprache C: Ablaufsteuerung, Datentypen, Standard-Bibliothek, Un-terprogrammtechnik, Parameterübergabemechanismen, Lebensdauer und Gültigkeitsbereiche von Vari-ablen)

• Standard-Algorithmen (Suchen und Zählen in Reihung; Reihung einlesen, vorbesetzen, ausdrucken; Teil-mengen einer Reihung bearbeiten; Element in Reihung einfügen, Element aus Reihung löschen)

• Phasen der Software-Entwicklung

6


Grundlagen der Programmierung 2 Modulkürzel: FFI_GP2 SPO-Nr.: 3




Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Robert Gold





3.1 Grundlagen der Programmierung 2 (FFI_GP2) 3.2 Praktikum Grundlagen der Programmierung 2 (FFI_GPP2)

Lehrformen des Moduls: FFI_GP2: SU/Ü - seminaristischer Unterricht/Übung FFI_GPP2: Pr - Praktikum

Prüfungsleistungen: FFI_GP2: schrP90 - schriftliche Prüfung, 90 Minuten (100%) FFI_GPP2: LN - ohne/mit Erfolg teilgenommen (0%)


• Verständnis der Grundzüge objektorientierter Programmierung • Grundkenntnisse in der Programmiersprache Java • Kenntnis der grundlegenden Eigenschaften und des Nutzens einer abstrakten Datenstruktur • Fähigkeit, mittelschwere Probleme logisch zu erfassen und eine algorithmische Lösung dafür zu erstellen • Fähigkeit, vorgegebene und selbst entworfene Datenstrukturen und Algorithmen in Java zu formulieren • Fähigkeit, die Funktionen von Betriebssystemen und Entwicklungsumgebungen zu nutzen

Inhalt:

• Java-Laufzeitumgebung • Einführung in die objektorientierte Programmierung: Klassen, Vererbung, Polymorphie • Vererbung, Polymorphie • Dynamische Datenstrukturen: verkettete Listen, Bäume • Fortgeschrittene Sprachkonzepte: Schnittstellendefinitionen über Interfaces, Ausnahmenbehandlung,

parametrisierte Klassen (Generics), Packages • Bibliotheken: Ein-/Ausgabe, Collections, Threads • Graphische Benutzeroberflächen, Umgang mit asynchronen Ereignissen

7


Rechnerarchitektur Modulkürzel: FFI_RA SPO-Nr.: 4




Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. rer. nat. Andreas Hagerer





4.1 Rechnerarchitektur (FFI_RA) 4.2 Praktikum Rechnerarchitektur (FFI_RAP)

Lehrformen des Moduls: FFI_RA: SU/Ü - seminaristischer Unterricht/Übung FFI_RAP: Pr - Praktikum

Prüfungsleistungen: FFI_RA: schrP90 - schriftliche Prüfung, 90 Minuten (100%) FFI_RAP: LN - ohne/mit Erfolg teilgenommen (0%)


Diese Lehrveranstaltung vermittelt ein Verständnis der grundlegenden Funktionsweise moderner digitaler Rechnersysteme. Die Studierenden können Informationen für eine Verarbeitung durch digitale Rechner darstellen. Sie lernen ausgehend von der datenverarbeitungsgerechten Darstellung von Information und den Prinzipien der befehls-basierten Ausführung von Verarbeitungsvorschriften die Elemente einer Befehlssatzarchitektur und ihrer Re-alisierung durch Hardware-Komponenten. Sie werden befähigt, das Zusammenspiel von Hardware und Software zu verstehen. Sie können grundlegende Elemente prozeduraler Programme Programmierung in einer Maschinensprache formulieren. Sie kennen einige Konzepte zur Leistungssteigerung in modernen Prozessoren und die damit verbundenen Problematiken. Sie können die Wirkung von Programmierungsalternativen auf die Ausführungsgeschwindig-keit beurteilen. Im begleitenden Praktikum erlernen die Studierenden in konkreten Situationen die Umsetzung der Konzepte maschinennaher Programmierung sowie die Auswirkung verschiedener Rechnerstrukturen auf die Ausfüh-rung von Maschinenprogrammen zu beurteilen.

Inhalt:

Seminaristischer Unterricht • Grundlagen: Darstellung von Information in Rechnersystemen • Grundbegriffe der Rechnerarchitektur, Grundstruktur von Universalrechnern, Grundprinzipien der Pro-

grammausführung • Befehlssatzarchitektur: Befehlssatz, Adressierungsarten, Unterbrechungen • Grundlagen der maschinennahen Programmierung: Speicherplanung, Kontrollstrukturen, Unterpro-

gramme • Konzepte moderner Rechnersysteme: Pipelining, Superskalarität, Speicherhierarchie, Cache-Speicher Praktikum: • Umgang mit Darstellungsformen für Information • Einzelaktionen der Ausführung von Maschinenbefehlen

8


• Zusammenspiel der Rechnerkomponenten bei der Ausführung von Programmen • Umsetzung von Konstrukten höherer Programmiersprachen in Maschinensprache • Realisierung von Unterprogrammmechanismen und dynamischer Speicherallokation • Unterbrechungen und ihre Behandlung • Funktionsweise Komponenten moderner Rechnersysteme: Pipelining und Cache-Speicher

9


Entwurf digitaler Systeme Modulkürzel: FFI_EDS SPO-Nr.: 5




Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. rer. nat. Andreas Hagerer





Entwurf digitaler Systeme

Lehrformen des Moduls: SU/Ü - seminaristischer Unterricht/Übung

Prüfungsleistungen: schrP90 - schriftliche Prüfung, 90 Minuten


Die Studierenden erwerben Grundkenntnisse über Aufbau, Struktur und Arbeitsweise kombinatorischer und sequentieller Schaltungen. Sie können digitale Schaltungen mittels klassischer Entwurfsschritte entwerfen und Entwürfe in der Hardware-beschreibungssprache VHDL notieren. Sie sind befähigt, einfache Algorithmen gemäß des FSMD-Konzepts durch digitale Komponenten zu realisieren.

Inhalt:

• Kombinatorische und sequentielle Logik • Formulierung digitaler Schaltungen in die Hardwarebeschreibungssprache VHDL • Automatenmodelle • Zeitverhalten logischer Schaltungen • HW-Entwurf von Algorithmen mittels FSMD

10


Betriebssysteme Modulkürzel: FFI_BS SPO-Nr.: 6




Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Peter Hartlmüller





Betriebssysteme




• Grundlegendes Verständnis der Architektur, der Konzepte und der Funktionsweise moderner Betriebssys-teme sowie des Zusammenspiels von Hard- und Software bei der Ausführung von Programmen

• Entwicklung eines Verständnis für Leistungsaspekte eines Rechensystems • Erkennen spezieller Aufgaben- und Problemsituationen • Beschreibung der Wirkungsweise einzelner, grundlegender Rechensystemkomponenten und zugrundelie-

gender Mechanismen und Strategien zur Behandlung der Probleme • Anwendung der von einem Betriebssystem bereitgestellten Konzepte bei der Lösung von Aufgaben der

Prozesskooperation

Inhalt:

• Einführung: Grundlegende Begriffe, Aufgaben und Strukturen von Betriebssystemen • Konzepte hardwarenaher Systemprogrammierung: Unterbrechungsbehandlung, Kommunikation mit Ge-

räten, Startvorgang • Prozess- und Prozessorverwaltung: Prozess- und Thread-Konzept, Datenstrukturen für die Verwaltung,

Verwaltungsstrategien • Prozesskooperation: Wechselseitiger Ausschluss, Synchronisation, Verklemmungen (deadlocks), einfache

Konzepte der Prozesskommunikation (Shared-Memory, Signale, Sockets) • Speicherverwaltung: Konzept des virtuellen Speichers und seine Realisierung • E/A-System: Anforderungen, Steuerung von E/A-Vorgängen, Funktion und Aufbau von Gerätetreibern • Dateisystem: Konzept der persistenten Datenhaltung, physikalische Organisation, logische Organisation,

Zugriffsverfahren, Fehlertoleranz • Schutzsystem: Zugangs- und Zugriffskontrolle, Virtualisierung

11


Mathematische Grundlagen 1 Modulkürzel: FFI_MG1 SPO-Nr.: 7.1




Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. rer. nat. Hans von Koch





7.1.1 Mathematische Grundlagen 1 (FFI_MG1) 7.2 Übung zu Mathematische Grundlagen 1 (FFI_MGÜ1)

Lehrformen des Moduls: FFI_MG1: SU/Ü - seminaristischer Unterricht/Übung FFI_MGÜ1: Ü - Übung

Prüfungsleistungen: FFI_MG1: schrP90 - schriftliche Prüfung, 90 Minuten FFI_MGÜ1: LN - ohne Leistungsnachweis (%)


Ziel ist es, die Studierenden an die mathematische Denk- und Arbeitsweise heranzuführen, sowohl inhaltlich als auch vom unverzichtbaren Formalismus her. Dazu werden grundlegende mathematischen Begriffe und Verfahren vorgestellt, die der Informatiker benö-tigt, und auf die in höheren Semestern aufgebaut werden kann.

Inhalt:

• Abbildungen, Logische Schaltungen, Aussagenlogik, elementare Mengenlehre, Binärwörter, Binomialko-effizienten, Boolesche Algebra, Quantorenlogik

• Einführung in die Wahrscheinlichkeitsrechnung • Folgen und Reihen • komplexe Zahlen • Matrizenkalkül • Lineare Gleichungssysteme • Differential- und Integralrechnung

12


Mathematische Grundlagen 2 Modulkürzel: FFI_MG2 SPO-Nr.: 8.1




Modulverantwortliche(r): Wolfgang Rößl





8.1.1 Mathematische Grundlagen 2 (FFI_MG2) 8.2 Übung zu Mathematische Grundlagen 2 (FFI_MGÜ2)

Lehrformen des Moduls: FFI_MG2: SU/Ü - seminaristischer Unterricht/Übung FFI_MGÜ2: SU/Ü - seminaristischer Unterricht/Übung

Prüfungsleistungen: FFI_MG2: schrP90 - schriftliche Prüfung, 90 Minuten FFI_MGÜ2: LN - ohne Leistungsnachweis (%)


Ziel ist es, dass die Studierenden eine gute mathematische Basis haben, damit sie sowohl bei IT-Anwendungen (Diskrete Mathematik) als auch bei technischen Anwendungen (Ingenieurmathematik) Probleme lösen kön-nen. Für den Ausbau der Differential- und Integralrechnung und weitergehende numerische Methoden ist dann noch Raum in der Vorlesung „Angewandte Mathematik“. Dafür sollen hier (am Ende des 2. Semesters) die Grundlagen aus der Linearen Algebra und Analysis in ausreichendem Umfang bereitstehen.

Inhalt:

• Determinanten • Eigenwerte und Eigenvektoren • Injektive, surjektive und bijektive Abbildungen • Ausbau der Kombinatorik • Modulare Arithmetik mit Anwendungen • Ausbau der Integralrechnung • Spezielle Reihenentwicklungen • Einführung in die Numerische Mathematik

13


Physikalische und elektrotechnische Grundlagen Modulkürzel: FFI_PEG SPO-Nr.: 9




Modulverantwortliche(r): Wolfgang Rößl





Physikalische und elektrotechnische Grundlagen




• Erlernen der wichtigsten Phänomene und Gesetzmäßigkeiten aus Mechanik und Elektrodynamik; • Fähigkeit technische Systeme auf physikalische Modelle abzubilden; • Praktische Anwendung des gelernten anhand von Übungen;

Inhalt:

• Mechanik o Kinematik und Dynamik o Arbeit, Energie, Impuls, Leistung o Gravitation ( konservative Kraftfelder )

• Elektrizitätslehre o Gleichstromlehre o Elektrisches Feld o Magnetisches Feld o Maxwell Gleichungen ( Integralform )

14


Betriebswirtschaftliche Grundlagen Modulkürzel: FFI_BWG SPO-Nr.: 10









Betriebswirtschaftliche Grundlagen




Mit den Studierenden werden Kenntnisse der betrieblichen Funktionsbereiche schwerpunktbezogen und an-hand von Fallstudien aus der Praxis erarbeitet. Methoden der Analyse (z. B. Netzplantechnik, mathematische Verfahren der Optimierung sowie der Prog-nose) und Techniken moderner Präsentation sind begleitend zu vermitteln. Gründliche Klausurvorbereitung mittels Übungen, Wissenskontrollen und eines Tests ist vorgesehen.

Inhalt:

• Grundbegriffe ( Ziele, konstitutive Entscheidungen wie z. B. über Rechtsform sowie Kooperationen, Ent-scheidungsregeln)

• Organisationsstrukturen und Führungsstile • Materialwirtschaft (ABC-Analyse, Bedarfsermittlung) und Produktionswirtschaft (Kostentheorie, optimale

Programm- und Prozessplanung) • Instrumente der Absatzpolitik und das Marketing Mix • Lösungsversuche zu personalwirtschaftlichen Problemen • Grundkenntnisse der Finanzierung und der Investitionsrechnung

15


Englisch Modulkürzel: FFI_ENG SPO-Nr.: 11




Modulverantwortliche(r):

Unterrichtsprache: Englisch




Englisch




Das Ziel dieses Kurses ist die Erweiterung des Wortschatzes insbesondere im Bereich IT, die Verbesserung der Schreib- und Sprechfertigkeiten durch geeignete Simulation und die situationsbezogene Anwendung der eng-lischen Sprache. Ausgewählte grammatische Themen werden behandelt. Sicherheit in der Sprache wird durch passive und aktive Teilnahme gefördert. Durch Diskussion ausgewählter Fachthemen werden die Kommuni-kationsfähigkeit und das Sprachgefühl verbessert

Inhalt:

• Ausgewählte IT-Themen wie z.B. computer users, computer architecture, computer applications, Operat-ing Systems, Multimedia, networks, the World Wide Web, webpage creator, communication systems, computing support, data security, software engineering, people in computing, the future of IT, electronic publishing

• Referatsthemen aus der aktuellen englischsprachigen Presse • Übungen zu Grammatik, Semantik, Hörverstehen, Präsentation von Texten, Einführung in die geschäftli-

che Korrespondenz.

16


2.2 Module des zweiten Studienabschnitts

Software Engineering Modulkürzel: FFI_SE SPO-Nr.: 12









12.1 Software Engineering (FFI_SE) 12.2 Praktikum Software Engineering (FFI_SEP)

Lehrformen des Moduls: FFI_SE: SU/Ü - seminaristischer Unterricht/Übung FFI_SEP: Pr - Praktikum

Prüfungsleistungen: FFI_SE: schrP90 - schriftliche Prüfung, 90 Minuten (100%) FFI_SEP: LN - ohne/mit Erfolg teilgenommen (0%)


Die Studierenden erlernen die prinzipielle Vorgehensweise und die gegenwärtig eingesetzten Methoden zur Entwicklung von Software-Systemen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Entwicklung objektorientierter Soft-ware-Systeme mit den entsprechenden Techniken für die Entwicklungsphasen Spezifikation, Entwurf und Im-plementierung und Test. Erworbene Kompetenzen: • Kenntnis wesentlicher Grundbegriffe des Software Engineerings, der wichtigsten Vorgehensmodelle und

Software-Entwicklungsprozesse sowie der Diagrammtypen und des Aufbaus der Unified Modeling Langu-age (UML)

• Verständnis der Motivation für die systematische Vorgehensweise bei der Erstellung von Software sowie die Erkenntnis, warum Software-Entwicklung schwierig ist.

• Anwendung der gelernten Methoden auf konkrete Aufgabenstellungen aus der Praxis. Dazu gehört i.w. das Erstellen von UML-Diagrammen in der Analyse- sowie Designphase im Rahmen der Spezifikation und des Designs von Software-Systemen.

• Analyse informeller Anforderungen für Software-Systeme und Herausarbeiten der für die Erstellung einer Spezifikation wesentlichen Inhalte

• Entwerfen komplexer Software-Systeme als Synthese aus der Spezifikation und der technischen Randbe-dingungen (Programmiersprache, Datenbank, technische Infrastruktur, Software-Architektur)

• Beurteilung der Qualität von Software-Systemen anhand von Software-Qualitätsmerkmalen • Vertiefende Anwendung der in der Vorlesung behandelten Methoden zur Entwicklung eines Software-

Systems gemäß dem Wasserfall-Modell • Anhand informell vorgegebener Anforderungen ist ein für die Studierenden bis dato fachlich unbekannte

Anwendung zur Einschreibung für Wahlpflichtfächer zu entwickeln. Die in der Vorlesung lediglich theore-tisch behandelten Phasen Spezifikation, Design, Implementierung und Test werden dabei durchlaufen und führen jeweils zu entsprechenden Ergebnisdokumenten

Inhalt:

• Grundlagen: Begriffe, UML, Konzepte der Objektorientierung

17


• Phasen der Software-Entwicklung, iterative und inkrementelle Entwicklung, Software-Entwicklungspro-zesse

• Konzeptionsphase: Grobkonzept, Geschäftsprozessmodellierung, Fachfeinkonzept (Use Case-Spezifika-tion)

• Design und Implementierung • Qualitätssicherung und Test Realisierung eines „Mini“-Projekts: • Erstellung einer Use Case-Spezifikation • Entwicklung und Beschreibung der Architektur • Realisierung der wesentlichen Use Cases (Anwendungsfälle) • Spezifikation und Durchführung von Testfällen

18


Modellierung und Simulation dynamischer Systeme Modulkürzel: FFI_MSDS SPO-Nr.: 13




Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Thomas Schiele





Modellierung und Simulation dynamischer Systeme




• Kenntnis von Matlab/ Simulink/ Stateflow • Verständnis numerischer Lösungsverfahren und der damit verbundenen Einstellmöglichkeiten (Schritt-

weite, Genauigkeit, Integrationsverfahren) • Verständnis der Grenzen numerischer Lösungsverfahren • Befähigung, geeignete Einstellungen für ein entworfenes Simulationsmodell zu wählen und Steuerung via

Skripten • sinnvolles Strukturieren von Simulationsmodellen • Modell-Verifikation und Validation • Formulieren von Differentialgleichungssystemen in Simulationsmodellen • Verständnis der Grenzen einer Modellierung

Inhalt:

• Matlab/ Simulink/ Stateflow • Lineare Gleichungssysteme • Nichtlineare Probleme • Dynamische Probleme • Numerische Verfahren (Runge-Kutta, Euler etc.) • Möglichkeiten der Validierung und Verifizierung • Anwenden/ Umsetzen der verschiedenen Inhalte und (Modellierungs-)Verfahren der Vorlesung in Mat-

lab/ Simulink • Typische Fehler und zugehörige Fehlermeldungen

19


Mikrocomputertechnik Modulkürzel: FFI_MCT SPO-Nr.: 14









14.1 Mikrocomputertechnik (FFI_MCT) 14.2 Praktikum Mikrocomputertechnik (FFI_MCTP)

Lehrformen des Moduls: FFI_MCT: SU/Ü - seminaristischer Unterricht/Übung FFI_MCTP: Pr - Praktikum

Prüfungsleistungen: FFI_MCT: schrP90 - schriftliche Prüfung, 90 Minuten (100%) FFI_MCTP: LN - ohne/mit Erfolg teilgenommen (0%)


Die Studierenden besitzen fundierte Kenntnis über Aufbau und Leistungsfähigkeit von Mikrocomputersyste-men und und ihre Programmierung. Sie verstehen das Zusammenwirken von Hardware und Software. Sie verfügen über die Fähigkeit, auf Basis von Standardschaltungen anwendungsspezifische Mikrocomputer zu entwerfen und hardwarenah zu programmieren.

Inhalt:

Der seminaristische Unterricht behandelt: • Architektur von Mikrocomputersystemen • Aufbau von Mikroprozessoren und Mikrocontrollern • Architektur von Steuergeräteprogrammen (Hauptschleife, Unterbrechungsmodus) • Peripheriemodule von Mikrocontrollern (Ports, Timer, serielle Kommunikationsmodule, Analog-Digital

Wandler) • Busse und Systemstrukturen, Anbindung von Speicherbausteinen an Mikrocontroller • Programmierung von Mikrocontrollern, hardwarenahes C, effiziente Programmstrukturen, Besonderhei-

ten im Maschinenbefehlssatz und in der Befehlsabarbeitung von Mikrocontrollern Im Praktikum wird mit Hilfe einer integrierten Entwicklungsumgebung ein Programm für ein Mikrocontroller-system entwickeln und getestet, so dass sich folgender Funktionsumfang ergibt: • Portansteuerung zum Einlesen einer Matrixtastatur • Interrupt- und Timerprogrammierung für Frequenz- und Zeitmessung • Treiberprogrammierung für ein Display und Ausgabe von Statusmeldungen • Treiberprogrammierung für serielle Kommunikation über LIN- und CAN-Bus mit einem Master • Treiberprogrammierung für serielle Kommunikation über Ethernet • Analog-Digitalwandlung und Pulsweitenmodulation zum Steuern und Regeln eines elektromechanischen

Aktuators.

20


Rechnernetze Modulkürzel: FFI_RN SPO-Nr.: 15




Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. Inge Weigel





15.1 Rechnernetze (FFI_RN) 15.2 Praktikum Rechnernetze (FFI_RNP)

Lehrformen des Moduls: FFI_RN: SU/Ü - seminaristischer Unterricht/Übung FFI_RNP: Pr - Praktikum

Prüfungsleistungen: FFI_RN: schrP90 - schriftliche Prüfung, 90 Minuten (100%) FFI_RNP: LN - ohne/mit Erfolg teilgenommen (0%)


• Die Studierenden kennen die einschlägige Begriffswelt der Rechnernetze. • Sie kennen die grundlegenden Konzepte der Rechnerkommunikation und verstehen die gängigen Kom-

munikationsprotokolle des Internets. • Sie können typische Sicherungsverfahren und Routingalgorithmen anwenden und IP-Adressräume nach

Vorgabe berechnen bzw. vergeben. • Sie verstehen das Funktionsprinzip von Client/Server-Protokollen und können einfache TCP/IP-Anwen-

dungsprotokolle selbst konzipieren. • Mit dem erworbenen Verständnis der grundlegenden Konzepte von Rechnernetzen sind die Studieren-

den sowohl befähigt, sich selbständig vertiefende Spezialkenntnisse anzueignen, als auch vorbereitet, aufbauende Lehrveranstaltungen aus dem fachwissenschaftlichen Wahlpflichtfachkatalog zu besuchen.

• Durch eigene praktische Anwendung haben die Studierenden gelernt, mithilfe eines verbreiteten Werk-zeugs zur Protokollanalyse Kommunikationsvorgänge und typische Problemstellungen beim Aufbau von Netzwerken zu analysieren und Methoden zur Fehlerdiagnose anzuwenden.

• Sie können gebräuchliche Netzwerkkomponenten konfigurieren und über unterschiedliche Medien zu-sammenschließen sowie geeignete Netzwerkkonfigurationen und -strukturen abhängig von spezifischen Anforderungen auswählen.

Inhalt:

Seminaristischer Unterricht • Geschichte, Klassifikation, Schichtenmodell • Bitübertragungsschicht, Leitungscodierung, Übertragungsmedien • Sicherungsschicht, CRC, ARQ, Sliding Window, PPP, CSMA/CD, Ethernet, WLAN • Vermittlungsschicht, Shortest Path Algorithmus, Distance Vector Routing, Link State Routing, IP-Adressen,

CIDR, ARP, IP, ICMP, Multicasting, IGMP • Transportschicht, TCP, UDP • Anwendungsschicht, DHCP, DNS, FTP, SMTP, HTTP und andere

21


Praktikum • Programmieraufgaben im Protokollstapel eines simulierten Rechnernetzwerks (z. B. Bitstuffing, CRC-

Prüfsummenbildung, Ethernet Kollisionsbehandlung, kürzeste Wegesuche, Link State Routing, Multicas-ting, Senden von Transportsegmenten, Email-Verteiler u. a.)

• Übungen im Labor zum Aufbau eines lokalen Netzwerks und zum Konfigurieren verschiedener Netzkom-ponenten, VLANs, Routing-Algorithmen (STP, RIP)

• Untersuchung grundlegender Eigenschaften und Konfigurationsparameter von Kommunikationsprotokol-len und Verifikation mittels Protokollanalyse

22


Eingebettete Systeme und Echtzeitsysteme Modulkürzel: FFI_ES SPO-Nr.: 16









Eingebettete Systeme und Echtzeitsysteme




Die Studierenden verstehen die grundlegenden Eigenschaften eingebetteter Systeme mit Echtzeitanforderun-gen, sog. Cyber-Physical Systems. Sie kennen die Grundlagen der Hardware eingebetteter Systeme und kön-nen Systeme entwickeln, die mit Hinblick auf den Ressourcenverbrauch optimiert sind. Im Hinblick auf die Echtzeitanforderungen sind die Studierenden in der Lage, mit den entsprechenden Methoden zeitlich deter-ministische Systeme zu planen, deren Verhalten nachzuweisen und zu implementieren.

Inhalt:

• Einführung: Grundbegriffe, Merkmale eingebetteter Systeme und Echtzeitsysteme, Entwurfsprozess für eingebettete Systeme

• Hardware eingebetteter Systeme: Mikrocontroller, Speicher und Peripherie, Kommunikation, Energieeffi-ziente Systeme

• Scheduling: Grundbegriffe, Schedulingalgorithmen, Ressourcenzugriffe, Echtzeitbetriebssysteme • Spezifikationssprachen für eingebettete Systeme: Überblick, allgemeine Spracheigenschaften und Anfor-

derungen, Zustandsdiagramme, Taskgraphen

23


Angewandte Mathematik Modulkürzel: FFI_AM SPO-Nr.: 20




Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. rer. nat. Hans von Koch





Angewandte Mathematik




• Gründliche Kenntnis und vertieftes Verständnis einiger für die numerische Mathematik relevanter Ver-fahren

• Fähigkeit, sie auf konkrete Probleme anzuwenden

Inhalt:

• Einführung in die Graphentheorie • Quellcodierung, Einführung in die Informationstheorie • Banachscher Fixpunktsatz mit Anwendungen • Interpolation • Ausgleichsrechnung • Gewöhnliche Differentialgleichungen, Runge-Kutta-Verfahren

24


Regelungstechnik Modulkürzel: FFI_RT SPO-Nr.: 21




Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. Rudolf Gregor





21.1 Regelungstechnik (FFI_RT) 22.2 Praktikum Regelungstechnik (FFI_RTP)

Lehrformen des Moduls: FFI_RT: SU/Ü - seminaristischer Unterricht/Übung FFI_RTP: Pr - Praktikum

Prüfungsleistungen: FFI_RT: schrP90 - schriftliche Prüfung, 90 Minuten (100%) FFI_RTP: LN - ohne/mit Erfolg teilgenommen (0%)


• Kenntnis und Verständnis von Beschreibungs- und Entwurfsmethoden technischer Regelungs- und Auto-matisierungssysteme.

• Anwendung dieser Kenntnisse zum Aufbau von Automatisierungssystemen und zum Entwurf von Re-geleinrichtungen.

• Beurteilung von Regelkreisen hinsichtlich Stabilität und Dynamik.

Inhalt:

• Modellbildung • Systembeschreibung und –darstellung im Zeit- und Frequenzbereich • elementare Regelkreisglieder • Regelkreise: Anforderungen, Verhalten, Auslegung • Reglersynthese: Wurzelortskurve / Bode-Diagramm / empirisch • Mehrgrößenregelung, Reglerauslegung im Zustandsraum • digitale Realisierung von Regelalgorithmen • Automatisierungssysteme • Antriebstechnik • Prozesssteuerung und –regelung • Programmierung von mobilen und stationären Robotern • Steuerung einer Miniatur-Fertigungsanlage • Automatisierung mit PC und SPS • Temperaturregelung (PID) • Modellierung einer E-Gas-Drosselklappe • Positionsregelung einer E-Gas-Drosselklappe mit Hilfe eines Mikrocontrollers

25


Fachwissenschaftliches Seminar Modulkürzel: FFI_SEM SPO-Nr.:






Leistungspunkte / SWS: 2.5 ECTS / 2 SWS

Arbeitsaufwand: Kontaktstunden: 24 h Selbststudium: 51 h Gesamtaufwand: 62.5 h


Fachwissenschaftliches Seminar

Lehrformen des Moduls: S - Seminar

Prüfungsleistungen: SA/P - Seminararbeit mit Präsentation


Die Studierenden besitzen die Fähigkeit, sich selbständig spezielle fachliche Kenntnisse zu erarbeiten (Litera-turarbeit, Analyse, Schlussfolgerungen) und diese mithilfe des Einsatzes geeigneter Medien nachvollziehbar zu präsentieren. Sie sind gleichermaßen in der Lage, einer fachlichen Präsentation kritisch zu folgen und die Inhalte mit dem Vortragenden fachlich zu diskutieren (Stärkung der kommunikativen Kompetenz).

Inhalt:

Das fachliche Thema des Seminars wechselt von Kurs zu Kurs. Gegenstand ist zumeist ein studiengangspezifi-sches Gebiet, zu dem es geeignete Fachliteratur gibt, die zugleich die Basisliteratur für die Vorträge darstellt.

26


Vorbereitendes Praxisseminar (PLV1) Modulkürzel: FFI_PLV1 SPO-Nr.: 33




Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. Ernst-Heinrich Göldner





Vorbereitendes Praxisseminar (PLV1)


Prüfungsleistungen: LN - ohne/mit Erfolg teilgenommen


Die Studierenden sind auf typische Situationen des beruflichen Miteinanders vorbereitet (soziale Kompetenz). Ihre Kommunikations- und Teamfähigkeit sind verbessert und sie haben grundlegende Erfahrungen im Um-gang mit kritischen Situationen und Konflikten.

Inhalt:

• Einschätzung von Persönlichkeitsprofilen • Umgang mit verschiedenen (Konflikt-) Situationen des beruflichen Miteinanders im Rahmen von Grup-

penübungen und Rollenspielen

27


Nachbereitendes Praxisseminar (PLV 2) Modulkürzel: FFI_PLV2 SPO-Nr.: 35







Arbeitsaufwand: Kontaktstunden: 12 h Selbststudium: 38 h Gesamtaufwand: 50 h Lehrveranstaltungen des Moduls:

Nachbereitendes Praxisseminar (PLV 2)




• Reflexion der Praktikumserkenntnisse mittels Kurzreferaten und Gruppengesprächen • Vertiefung und Sicherung der Erkenntnisse durch moderierte Diskussion, Anleitung und Beratung • Austausch vielfältiger Lösungsansätze zu typischen fachlichen und methodischen Problemstellungen • Reflexion der im Studium gelernten Inhalte und Fähigkeiten • Stärkung der Sozialkompetenz und der Fähigkeit, Vorträge vorzubereiten und zu halten

Inhalt:

• Präsentation von Kurzreferaten mit anschließender Diskussion der Ergebnisse und ihrer Darstellung • Verknüpfung der Erfahrungen aus der Praxis mit theoretischen Kenntnissen • Förderung der sozialen Fähigkeiten durch gruppendynamische Prozesse (Diskussionen, Übungen, Rollen-

spiele) • Analyse erfolgreicher Vortragstechniken anhand von Beispielen

28


Informations- und Medienkompetenz (PLV3) Modulkürzel: FFI_PLV3 SPO-Nr.: 36







Arbeitsaufwand: Kontaktstunden: 12 h Selbststudium: 38 h Gesamtaufwand: 50 h Lehrveranstaltungen des Moduls:

Informations- und Medienkompetenz (PLV3)




Die Studierenden sind in der Lage selbständig, systematisch und schnell qualitativ hochwertige wissenschaft-liche Fachinformation für Studium und Beruf zu recherchieren und zu beschaffen.

Inhalt:

Anhand eines vorgegebenen Themas erarbeiten sich die Studierenden in kleinen Teams Strategien der Infor-mationsrecherche und trainieren die wichtigsten Rechercheinstrumente für ihr Fachgebiet. • Wege des wissenschaftlichen Publizierens • Methodik der Informationsrecherche • Ablauf der systematischen und zielorientierten Recherche • Die wichtigsten Instrumente für das Fachgebiet:

o Bibliothekskataloge o Fernleihe o Wissenschaftliche Fachdatenbanken o Normen und Patente

• Wissenschaftliches Arbeiten: o Zitieren o Literaturverzeichnis

• Literaturverwaltung

29


Digitale Signalverarbeitung Modulkürzel: FFI_DS SPO-Nr.: 22




Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Michael Botsch





22.1 Digitale Signalverarbeitung (FFI_DS) 22.2 Praktikum Digitale Signalverarbeitung (FFI_DSP)

Lehrformen des Moduls: FFI_DS: SU/Ü - seminaristischer Unterricht/Übung FFI_DSP: Pr - Praktikum

Prüfungsleistungen: FFI_DS: schrP90 - schriftliche Prüfung, 90 Minuten (100%) FFI_DSP: LN - ohne/mit Erfolg teilgenommen (0%)


Nach erfolgreichem Abschluss beherrschen die Studierenden die theoretischen Grundlagen zur Beschreibung von deterministischen und stochastischen Signalen und linearen Systemen im Zeit- und Frequenzbereich. Sie sind in der Lage diese Kenntnisse zur Analyse und Entwicklung von zeitdiskreten rekursiven und nichtrekursi-ven Filtern in unterschiedlichen Strukturen (z.B. Parallel- oder Kaskadenstruktur) anzuwenden. Sie verstehen den Aufbau und den Einsatzzweck von Multiratensystemen und beherrschen die hierfür notwendigen Metho-den der Abtastratenumsetzung. Die Studierenden kennen die Funktionsweise und die prinzipiellen Einsatz-möglichkeiten von adaptiven Filtern und des Wiener-Filters.

Inhalt:

• Grundlagen zur Signal- und Systembeschreibung o Fourier-Reihe und Fourier-Transformation o Laplace-Transformation o z-Transformation o Beschreibung von Signalen im Zeit- und Frequenzbereich (Energie- und Leistungssignale, Faltung,

Korrelation, Energiedichtespektrum, Parsevalsches Theorem). o Abtastung von zeitkontinuierlichen Signalen (Abtasttheorem) o Beschreibung von stochastischen Signalen und Prozessen (Verteilungs- und Verteilungsdichtefunk-

tion, Erwartungswert, Varianz, Momente, Korrelationsfunktionen, Leistungsdichtespektrum) o Beschreibung linearer zeitinvarianter Systeme im Zeit- und Frequenzbereich (Übertragungsfunktion,

Amplitudengang, Phasengang, Impulsantwort) o Beschreibung der Transformation von deterministischen und stochastischen Signalen über lineare

zeitinvariante Systeme • Grundlegende Filterstrukturen

o Beschreibung von FIR- und IIR-Filtern o Verfahren zur Filterapproximation (Bilineare Transformation, Impulsinvariante Approximation) o Filterstrukturzerlegung (Parallel- und Kaskadenstruktur)

• Wiener-Filter

30


o Wiener-Filter mit endlicher Impulsantwort o Allgemeines nichtkausales Wiener-Filter o Allgemeines kausales Wiener-Filter

• Adaptive Filter o Aufbau und typische Anwendungen o RLS-Algorithmus

• Abtastratenumsetzung o Interpolator (Abtastratenerhöhung) o Dezimator (Abtastratenerniedrigung)

31


Sicherheitskritische Systeme Modulkürzel: FFI_SYS SPO-Nr.: 23




Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Peter Hartlmüller





Sicherheitskritische Systeme




Die Studierenden werden die Anforderungen an sicherheitskritische Systeme verstehen. Sie erhalten einen Überblick über die vorhandenen Techniken zur Analyse und Vermeidung von Sicherheitsrisiken. Sie werden die Besonderheiten beim Management sicherheitsrelevanter Softwareprojekte, den Nutzen von Sicherheits-aufwendungen und die einschlägigen Normen und Verordnungen kennen. Schließlich werden sie sich intensiv mit Sprachkonstrukten für die Programmierung sicherheitskritischer Systeme, mit spezifischen HW/SW-Archi-tekturen, sowie mit der Analyse der maximalen Programmlaufzeit (WCET) beschäftigt haben.

Inhalt:

• Sicherheitsgrundlagen: Sicherheitsanforderungen, Sicherheitsfunktionen, Sicherheitskonzepte • Sicherheitsrisiken und Bedrohungen • Richtlinien und Normen für sichere Systeme • Sprachkonstrukte für die Softwareentwicklung sicherheitskritischer Systeme:

o Kritische Sprachkonstrukte in gängigen Programmiersprachen o Programmierstandards (z.B. MISRA-C) o Beispiele aus der Programmiersprache Ada

• SW-Architekturen deterministischer Systeme am Beispiel ARINC653 o Partitionierung o Spezielle APIs

• HW-Architekturen für sicherheitskritische Systeme • Worst Case Timing Analyse

o SW – Aspekte (z.B. Algorithmen, Scheduling) • HW – Aspekte (z.B. Speicherhierarchie, Sprungvorhersage)

32


Systems Engineering Modulkürzel: FFI_SEN SPO-Nr.: 24









Systems Engineering




Die Studierenden sind mit den Konzepten des Systems Engineering vertraut. Sie sind in der Lage, die in den anderen Lehrveranstaltungen des Studiums vermittelten Vorstellungen und Methoden im Zusammenhang zu sehen und die existierende Vielfalt der Methoden zu ordnen.

Inhalt:

• Systembegriff, Lebenszyklus eines Systems, Aspekte eines Systems, Komponentenstruktur, Funktions-struktur, Datenstruktur, Kommunikationsstruktur, objektorientierte Strukturierung, kontinuierliche Ver-haltensbeschreibung, diskrete Verhaltensbeschreibung, Variantenbildung, Phasenmodelle als Grundlage, des Projektmanagements, Reifegradmodelle, Situationsanalyse, Prognosen, Risikoanalyse, Zieldefinition, Lösungsfindungsstrategien, Bewertung von Lösungen und Entscheiden.

• Graphentheorie, Strukturierte Analyse, vernetztes Denken, Fehlermöglichkeiten und Einfluss-Analyse (FMEA), Fehlerbaumanalyse (FTA), deterministisches Chaos, strategisches Führen mit Zielen, V-Modell, Capability-Maturity-Modell-Integrated (CMMI), Software Process Improvement and Determination (SPICE), Kreativitätstechniken, System Modeling Language (SysML), Technical Writing

33


Projektmanagement Modulkürzel: FFI_PM SPO-Nr.: 26




Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Bernd Hafenrichter





Projektmanagement




• Die Studierenden entwickeln ein Grundverständnis für die Bedeutung des Projektmanagements insbe-sondere im Rahmen von IT-Projekten.

• Sie kennen Methoden, Techniken und Vorgehensweisen des Projektmanagements und können diese in konkreten Fallstudien sowie insbesondere im parallel angebotenen Projekt (Modul Nr. 28) anwenden.

• durch den praktischen Teil der Lehrveranstaltung kennen die Studierenden mindestens ein gängiges Pro-jektmanagement-Werkzeug, mit dessen Hilfe sie die in der Vorlesung erworbenen Kenntnisse zur Projekt-planung, -steuerung und -überwachung anhand konkreter Aufgabenstellungen praktisch angewendet und eingeübt haben.

• Durch den zusätzlichen moderner Onlinemedien wird den Studierenden eine zusätzliche Partizipierungs-form an den Lektionen ermöglicht und die Vertrautheit mit diesen Medien gefördert.

Inhalt:

• Methoden und Anwendungsfelder des Projektmanagements • Projektorganisation • Projektplanung • Projektabwicklung • Projektsteuerung und -controlling • Projektmanagement-Werkzeuge • Besonderheiten bei IT-Projekten • Praktikum Projektmanagement-Softwarewerkzeug • Risikomanagement (FMEA, 8D-Reporte, QFD etc.) Im Rahmen der Lehrveranstaltung wird eine eintägige Projektsimulation durchgeführt

34


Seminar Bachelorarbeit Modulkürzel: FFI_SEMBA SPO-Nr.: 31




Modulverantwortliche(r):





Seminar Bachelorarbeit




Die Studierenden sind in der Lage eine Bachelorarbeit anzufertigen.

Inhalt:

• Allgemeine Informationsveranstaltung zum Thema Bachelorarbeit • Regelmäßige Durchsprache des Fortschritts der Bachelorarbeit im Einzelgespräch beim jeweiligen Be-

treuer.

35


2.2.1. Module der Studienrichtung Automotive

Technische Systeme im Automobil Modulkürzel: FFI_TSA SPO-Nr.: 17




Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Thomas Schiele





Technische Systeme im Automobil




Die Studenten kennen wesentliche Baugruppen des Automobils, Fahrwiderstände sowie Fahrgrenzen. Die Stu-denten wissen um die Vor- und Nachteile unterschiedlicher Fahrzeug- Antriebs- und Karosseriekonzepte und kennen wichtige mechatronische Komponenten in Automobilen, deren Funktionsweisen sie erklären können.

Inhalt:

• Grundlagen der Fahrzeugtechnik Baugruppen, Antriebsarten, Fahrwiderstände, Bedarfs- Und Lieferkennfelder, Antriebsmaschinen, Energie-speicher im Vergleich • Aufbau und Funktion einer Motorsteuerung Grundlagen zum Verbrennungsmotor, Drehmomentenstruktur, Zylinderfüllung, Gemischbildung, Zündung, Zusatzfunktionen • Sensoren und Aktoren im Fahrzeug Füllungssteuerung, Kraftstoffsystem, Zündsystem, Sonstige • Hybride Antriebssysteme Klassifizierung, Hybridfunktionen, Maßnahmen am Fahrzeug

36


Automotive-Bussysteme Modulkürzel: FFI_AUB SPO-Nr.: 18




Modulverantwortliche(r): M.Sc Michael Ernst





Automotive-Bussysteme




Kenntnisse: • Kommunikationsstruktur in Fahrzeugen • Systemarchitektur vernetzter mechatronischer Systeme in Fahrzeugen. • Eigenschaften und Funktionsprinzip der aktuell eingesetzten Bussysteme • Eigenschaften, Funktionsprinzip und Einsatzbereich der Wireless Kommunikationssysteme im Fahrzeug • Netzwerkprotokolle zur externen Kommunikation mit dem Fahrzeug • Standardisierte Kommunikationsprotokolle zur Diagnose

Kompetenzen: • Bewertung aller Anforderungen, die im fahrzeugtechnischen Umfeld an Bussysteme gestellt werden • Bewertung einer optimalen Busarchitektur für unterschiedliche Einsatzbereiche • Bewertung sicherheitskritischer Aspekte bei der Umsetzung einer Bordnetzarchitektur für Fahrzeuge

Inhalt:

• Funktionsprinzipien/Eigenschaften von Bussystemen im Automobil • Physikalische Ebene • Busarchitekturen • Steuerung des Zugriffs auf das Kommunikationsmedium • Methoden zur Sicherung der Kommunikation auf verschieden Ebenen des IOS/OSI Schichtenmodells • Netzwerk-/ Transportschicht nach ISO-Schichtenmodell • aktuelle standardisierte Busse: LIN, CAN, FleyRay und MOST, Ethernet • Wireless Bussysteme: Bluetooth, WLAN • OSEK-Standards für Netzwerkkommunikation und –management. • Diagnosekommunikation: KWP 2000, UDS • Buskonzepte für zukünftige Anwendungen

37


Verteilte Systeme Modulkürzel: FFI_VS SPO-Nr.: 19




Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. rer. nat. Christian Facchi





Verteilte Systeme




Die Studierenden erwerben Kenntnisse von grundlegenden Paradigmen für verteilte Systeme. Sie können grundlegende Probleme im Bereich der parallelen Programmierung erkennen und beseitigen. Die Studieren-den können das erworbene Wissen praxisnah einsetzen.

Inhalt:

• Grundlagen verteilter Systeme • Modellierung verteilter Systeme (Prozeßkalküle, …) • Kommunikation von Prozessen • Synchronisation von Prozessen • Sprachmittel zur Beschreibung von parallelen Programmen • Probleme bei verteilten Systemen (Verklemmung, …) • Beschreibung verteilter Systeme (UML, …) • Debugging von verteilten Systemen • Beispiele verteilter Systeme aus der Praxis • Probleme beim Einsatz in der Praxis

38


Sensoren und Aktoren für Automotive-Anwendungen Modulkürzel: FFI_SAAA SPO-Nr.: 26




Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. Steffen Lehner





Sensoren und Aktoren für Automotive-Anwendungen




Vermittlung grundlegender Kenntnisse zu automobilen Sensoren und Aktoren

Inhalt:

Sensorik • Übersicht über unterschiedliche Sensorfunktionsprinzipien und deren Einsatzgebiet • Übersicht vom Einsatz von Sensorik in der Automobilbranche • Vorgehensweise zur Auswahl geeigneter Sensorik für einen konkreten Anwendungsfall Aktorik • Übersicht über unterschiedliche Aktor-Funktionsprinzipien und deren Einsatzgebiet • Übersicht vom Einsatz von Aktorik in der Automobilbranche • Vorgehensweise zur Auswahl geeigneter Aktorik für einen konkreten Anwendungsfall

39


Praktikum Steuergeräte Modulkürzel: FFI_PST SPO-Nr.: 27




Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. Andreas (Prof.) Frey





Praktikum Steuergeräte

Lehrformen des Moduls: Pr - Praktikum

Prüfungsleistungen: prA - praktische Arbeit/Studienarbeit


• Fertigkeit, Software für vernetzte Steuergeräte zu modellieren, zu implementieren und zu testen • Verständnis der Modellierungs-, Implementierungs- und Testmethoden und –werkzeuge für Software für

vernetzte Steuergeräte

Inhalt:

Modellierung, Implementierung und Test von Software für vernetzte Steuergeräte

40


Automotive-Projekt Modulkürzel: FFI_AUPR SPO-Nr.: 28









Automotive-Projekt


Prüfungsleistungen: Projektarbeit


Fähigkeit, die im Studium erworbenen Kompetenzen anzuwenden, um eine komplexe fachliche Aufgabenstel-lung zu analysieren und über ein Semester hinweg in einem Team erfolgreich zu bearbeiten. Fähigkeit, Projektergebnisse vor Publikum überzeugend zu präsentieren.

Inhalt:

Bearbeitung einer semesterbegleitenden Projektaufgabe aus dem Bereich der Elektro- und Informationstech-nik in einem Team.

41


2.2.2. Module der Studienrichtung Avionik

Technische Systeme im Flugzeug Modulkürzel: FFI_TSF SPO-Nr.: 17




Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. Andreas (Prof.) Frey





Technische Systeme im Flugzeug




Kenntnisse: • Allgemeine Luftfahrzeugtechnische Kenntnisse • Grundlagen im Aufbau und der Analyse von unterschiedlichen Flugzeugsystemen • Navigationssysteme • Flugsteuerung und Stabilität • Anforderungen an Human Machine Interface Fertigkeiten: • Auslegungsmethoden für unterschiedliche Flugzeugsysteme • Beurteilung des Zusammenspiels der einzelnen Flugzeugsysteme • Ableitung von Anforderungen an Avionik-Systeme • Beurteilung hinsichtlich sicherheitskritischer Aspekte Kompetenzen: Systemübergreifendes Denken, Einbeziehung luftfahrttechnischer Anforderungen, Verständnis unterschiedli-cher Systemkonzepte und deren systemtechnischer Umsetzung

Inhalt:

• Barometrische Flugzeuginstrumente • Flugsteuerungssysteme: Primärsteuerung: Steuerflächen, elektronische Flugsteuerung, „Fly-by-Wire“,

Flugregler • Avionik und Instrumentierung: Informationseingang und –Verarbeitung, Sensoren, Kreisel, Flugdaten-

computer • Informationsausgang: Mensch-Maschine – Interface, Head-Up Displays, Systemwarnungen • Autopilot: Systemarchitekturen • Kommunikation, Navigation, Überwachung: Funkanlage, Navigationsverfahren, GPS, Galileo, ILS-Anflug • Menschliches Leistungsvermögen

42


Avionik-Bus- und -Kommunikationssysteme Modulkürzel: FFI_AVBK SPO-Nr.: 18



Flug- und Fahrzeuginformatik Fachwissenschaftli-ches Wahlpflichtfach

4






Avionik-Bus- und -Kommunikationssysteme




Kenntnisse: • Kommunikationsstruktur in Flugzeugen • Systemarchitektur vernetzter mechatronischer Systeme in Flugzeugen • Aktuelle Bussysteme • Wireless Kommunikationssysteme • Avionik Kommunikationssysteme zur Vernetzung des Flugzeugs mit anderen Flugzeugen und der boden-

seitigen Infrastruktur • Militärische Kommunkationssysteme • Erforderliche Anbindung der Kommunikation in den Schichten der Betriebssysteme Kompetenzen: • Bewertung aller Anforderungen, die im Avionik- Umfeld an Bussysteme gestellt werden • Funktionsprinizipien zeitgesteuerter und ereignisgesteuerter Bussysteme • Detaillierte Kenntnis der gebräuchlichen, standardisierten Bussysteme für die Kommunikation in Flugzeu-

gen • Kommunikationsprotokolle zur Datenübertragung zwischen Flugzeug und Bodenstation • Bewertung einer optimalen Busarchitektur für unterschiedliche Einsatzbereiche • Bewertung sicherheitskritischer Aspekte bei der Umsetzung einer Bordnetzarchitektur für Flugzeuge

Inhalt:

Grundlagen busbasierter Kommunikation • Funktionsprinzipien/Eigenschaften von Bussystemen in Flugzeugen • Physikalische Ebene • Busarchitekturen • Zugriffsverfahren • Methoden zur Sicherung der Kommunikation auf verschieden Ebenen

des IOS/OSI Schichtenmodells

43


• Netzwerk-/ Transportschicht nach ISO-Schichtenmodell • aktuelle standardisierte Busse: ARINC429, Token Ring Bus,(CAN) TT-CAN, Milbus 1553B, Avionic Full Du-

plex Ethernet (AFDX) • Wireless Bussysteme: Bluetooth, WLAN • Militärische Kommunikationssysteme und Protokolle MIDS, Link16 • Buskonzepte für zukünftige Anwendungen

44


Grundlagen der Avionik Modulkürzel: FFI_GAV SPO-Nr.: 19









Grundlagen der Avionik




Kompetenzen: • Aufbau typischer Hardware- und Software-Architektur von Avionikrechnern, insbesondere deren Modula-

risierung und Software-Schichtung • Kenntnisse von grundlegenden Paradigmen für verteilte Systeme • Kenntnis der Grundprobleme im Bereich der parallelen Programmierung und deren Beseitigung • Kenntnis der Lösungsansätze fehlertoleranter Avionik (Synchronität/Asynchronität, Interaktive Datenkon-

sistenz) • Kenntnis der in der Avionik relevanten Kommunikationsmittel und Signalverarbeitung, • Kenntnis von Modellierungsprachen für nebenläufige Programme • Debugging und Fehlersuche in verteilten Systemen. Fähigkeiten: • Definition und formale Spezifikation verteilter Avionik-Funktionen • Auslegung der Systemarchitektur • Umsetzung von Funktionen, die in Ihrer Gesamtfunktion auf mehrere Avionik-Rechner verteilt sind. • Umsetzung in Software und Integration in Avionikrechner • Fähigkeit nebenläufige Programme mit Synchronisationsmecha nismen zu definieren, zu modellieren

und zu erstellen • Fähigkeit, die grundlegenden Parameter eines Betriebssystems für verteilte Anwendungen zu definieren

Inhalt:

• Grundlagen der Avionik, charakteristische Funktionen und Anforderungen • Charakteristische Hardware- und Software-Architektur der Avionik • Funktion und Architektur avionikrelevanter Echtzeitbetriebssysteme • Implementierung von Applikationen unterschiedlicher Sicherheit • Auslegung eines redundanten Avionik-Systems • Anwendung der zentralen Anforderungen an redundante fehlertolerante Avionik. • Architekturen, Arbeitsweise, Kommunikation verteilter Anwendungen.

45


• Kernproblem redundanter Systeme (Synchronisierung, interaktive Datenkonsistenz) • Anwendung der formalen Beschreibung verteilter Systeme. • Übertragung der beispiele verteilter Avionik-Systeme aus der Praxis in Avionik-System Auslegung. • Debugging verteilter System

46


Verteilte Sensor-Aktor-Systeme und Sensorfusion im Flugzeug Modulkürzel: FFI_VAS SPO-Nr.: 26




Modulverantwortliche(r): Prof. Dr.-Ing. Steffen Lehner





Verteilte Sensor-Aktor-Systeme und Sensorfusion im Flugzeug




Vermittlung grundlegender Kenntnisse zu Avionik Sensoren und Aktoren; Befähigung zur Nutzung und Einsatz mittels Software

Inhalt:

Kenntnisse: • Übersicht über unterschiedliche Sensor-Funktionsprinzipien und deren Einsatzgebiet. • Unterschiedliche Reglerschleifen im Flugzeug • Funktionsprinzip und Dynamik von Umweltsensoren im Flugzeug. • Aspekte der Sensoradaption an Mess- und Regelaufgaben • Fallbeispiele der Sensorintegration in Steuer- und Regelkreisen von Avionik-Systemen • Elektrische Motoren als Stellglieder in der Servoregelung • Dynamik und Ansteuerung hydraulischer Aktoren • Aufbau eines verteilten Sensor-Aktor Systems • Ansteuerung von Sensoren und Aktoren mittels Software • Grundlagen und Anwendungsgebiete der Sensorfusion • Implementierung in Avionik Control Units • Verschiedene Sensorfusionsalgorithmen • Anwendung am Beispiel der Positionsbestimmung in Luftfahrzeugen Kompetenzen: • Einsatzbereiche der unterschiedlichen Sensorprinzipen • Funktionsprinzipien der Umweltsensorik • Verständnis und Aufbau eines Sensor-Aktor Systems • Anwendung verschiedener Sensorprinzipien in praktischen Beispielen • Kenntnis über Funktionsweise, Einschränkungen und Genauigkeit der Sensorfusions-Algorithmen • Implementierung von Sensorfusionsalgorithmen in Avionik Steuergeräten • Aufbau eines Sensor-Aktor Systems • Diagnose von Sensoren und Aktoren und Fehlersuche in verteilten Sensor Aktor Systemen

47


Praktikum MMI und Virtuelle Realität Modulkürzel: FFI_PMMI SPO-Nr.: 27









Praktikum MMI und Virtuelle Realität

Lehrformen des Moduls: Pr - Praktikum

Prüfungsleistungen: prA - praktische Arbeit/Studienarbeit


Fähigkeit, Aufgabenstellungen im Bereich MMI / Virtual und Augmented Reality selbständig umzusetzen. • Kenntnis der Grundbegriffe und Elemente grafischer Benutzeroberflächen (GUIs) • Fähigkeit zum Entwurf, zur Modellierung und zur Implementierung von GUIs • Fähigkeit, dreidimensionale Daten zu modellieren und zu visualisieren • Fähigkeit zur Erstellung interaktiver dreidimensionaler Szenarien (Headtracking, Pointing Devices, 3D-

Mäuse)

Inhalt:

• Grundbegriffe und Elemente grafischer Benutzeroberflächen (GUIs) • Entwurf, Modellierung und Implementierung von GUIs • Grundlagen der Computergrafik • Modellierung und Visualisierung dreidimensionaler Daten • Architektur von Virtual Reality (VR)-Systemen

48


Avionik-Projekt Modulkürzel: FFI_AVPR SPO-Nr.: 28









Avionik-Projekt


Prüfungsleistungen: Projektarbeit


Fähigkeit, die im Studium erworbenen Kompetenzen anzuwenden, um eine komplexe fachliche Aufgabenstel-lung zu analysieren und über ein Semester hinweg in einem Team erfolgreich zu bearbeiten. Fähigkeit, Projektergebnisse vor Publikum überzeugend zu präsentieren. Fähigkeit zur konzentrierten, schriftlichen Darstellung von Aufgabenstellung, Analyse, Lösungskonzept und Umsetzung.

Inhalt:

Bearbeitung einer semesterbegleitenden Projektaufgabe in einem Team.

49


2.3 Fachwissenschaftliche Wahlpflichtmodule

Fachwissenschaftliche Wahlpflichtmodule dienen der Vermittlung aktueller vertiefender Kenntnisse aus dem Gebiet des Studiengangs. Das jeweils aktuelle Angebot ist dem Studienplan zu entnehmen.

50

Documents

Flug- und Fahrzeuginformatik - thi.de · Module der Studienrichtung Automotive ... einfache Algorithmen gemäß des FSMD-Konzepts ... • E/A-System: