Modulbeschreibung

Modul: Entwurf von Kabinensystemen

Lehrveranstaltungen:

TitelTypSWSZeitraum
Computer- und Kommunikationstechnik bei Kabinenelektronik und AvionikVorlesung2Wintersemester
Computer- und Kommunikationstechnik bei Kabinenelektronik und AvionikGruppenübung1Wintersemester
Model-Based Systems Engineering (MBSE) mit SysML/UMLProjekt-/problembasierte Lehrveranstaltung3Sommersemester

Modulverantwortlich:

Prof. Ralf God

Zulassungsvoraussetzungen:

Keine

Empfohlene Vorkenntnisse:

Grundlegende Kenntnisse in:
• Mathematik
• Mechanik
• Thermodynamik
• Elektrotechnik
• Regelungstechnik

Vorkenntnisse in:
• Systems Engineering

Modulziele / angestrebte Lernergebnisse:

Fachkompetenz

Wissen

Studierende können:
• den Aufbau und die Funktionsweise von Rechnerarchitekturen beschreiben
• den Aufbau und die Funktionsweise von digitalen Kommunikationsnetzwerken erläutern
• Architekturen von Kabinenelektronik, integrierter modularer Avionik (IMA) und Aircraft Data Communication Networks (ADCN) erklären
• das Vorgehen des Model-Based Systems Engineering (MBSE) beim Entwurf von hardware- und softwarebasierten Kabinensystemen verstehen

Fertigkeiten

Studierende können:
• einen Minicomputer verstehen, in Betrieb nehmen und betreiben
• eine Netzwerkkommunikation aufbauen und mit einem anderen Netzwerkteilnehmer kommunizieren
• einen Minicomputer mit einem Kabinenmanagementsystem (A380 CIDS) verbinden und über ein AFDX®-Netzwerk kommunizieren
• Systemfunktionen mittels der formalen Sprachen SysML/UML modellieren und aus den Modellen Softwarecode generieren
• Softwarecode auf einem Minicomputer ausführen

Personale Kompetenzen

Sozialkompetenz

Studierende können:
• Teilergebnisse praktisch und selbst erarbeiten und mit anderen zu einer Gesamtlösung zusammenführen    

Selbstständigkeit

Studierende können:
• ihre praktischen Aufgaben organisieren und planen

Leistungspunkte Modul:

6 LP

Studienleistung:

Klausur

Arbeitsaufwand in Stunden:

Eigenstudium: 96, Präsenzstudium: 84


Lehrveranstaltung: Computer- und Kommunikationstechnik bei Kabinenelektronik und Avionik (Vorlesung)

Dozent:

Ralf God

Sprache:

Deutsch

Zeitraum:

Wintersemester

Inhalt:

Ziel der Vorlesung mit der zugehörigen Übung ist der Erwerb von Kenntnissen zu Computer- und Kommunikationstechnik bei elektronischen Systemen in der Kabine und im Flugzeug. Software, mechanische und elektronische Systemkomponenten wirken heute so intensiv zusammen, dass dies für den Systemtechniker ein grundlegendes Verständnis von Kabinenelektronik und Avionik erfordert.

Die Vorlesung vermittelt die Grundlagen zum Aufbau und der Funktionsweise von Computern und Datennetzwerken und fokussiert dann auf aktuelle Prinzipien und Anwendungen bei integrierter modularer Avionik (IMA), Aircraft Data Communication Networks (ADCN), Kabinenelektronik und Kabinennetzwerken: 
• Historie der Computer- und Netzwerktechnik
• Schichtenmodell in der Computertechnik
• Rechnerarchitekturen (PC, IPC, Embedded Systeme)
• BIOS, UEFI und Betriebssystem (OS)
• Programmiersprachen (Maschinencode und Hochsprachen)
• Applikationen und Schnittstellen zur Anwendungsprogrammierung
• Externe Schnittstellen (seriell, USB, Ethernet)
• Schichtenmodell in der Netzwerktechnik
• Netzwerktopologien
• Netzwerkkomponenten
• Buszugriffsverfahren
• Integrierte modulare Avionik (IMA) und Aircraft Data Communication Networks (ADCN)
• Kabinenelektronik und Kabinennetzwerke

Literatur:

- Skript zur Vorlesung
- Schnabel, P.: Computertechnik-Fibel: Grundlagen Computertechnik, Mikroprozessortechnik, Halbleiterspeicher, Schnittstellen und Peripherie. Books on Demand; 1. Auflage, 2003
- Schnabel, P.: Netzwerktechnik-Fibel: Grundlagen, Übertragungstechnik und Protokolle, Anwendungen und Dienste, Sicherheit. Books on Demand; 1. Auflage, 2004
- Wüst, K.: Mikroprozessortechnik: Grundlagen, Architekturen und Programmierung von Mikroprozessoren, Mikrocontrollern und Signalprozessoren. Vieweg Verlag; 2. aktualisierte und erweiterte Auflage, 2006 


Lehrveranstaltung: Computer- und Kommunikationstechnik bei Kabinenelektronik und Avionik (Gruppenübung)

Dozent:

Ralf God

Sprache:

Deutsch

Zeitraum:

Wintersemester

Inhalt:

Kabinenelektronik und Kabinennetzwerken: 
• Historie der Computer- und Netzwerktechnik
• Schichtenmodell in der Computertechnik
• Rechnerarchitekturen (PC, IPC, Embedded Systeme)
• BIOS, UEFI und Betriebssystem (OS)
• Programmiersprachen (Maschinencode und Hochsprachen)
• Applikationen und Schnittstellen zur Anwendungsprogrammierung
• Externe Schnittstellen (seriell, USB, Ethernet)
• Schichtenmodell in der Netzwerktechnik
• Netzwerktopologien
• Netzwerkkomponenten
• Buszugriffsverfahren
• Integrierte modulare Avionik (IMA) und Aircraft Data Communication Networks (ADCN)
• Kabinenelektronik und Kabinennetzwerke

Literatur:

- Skript zur Vorlesung
- Schnabel, P.: Computertechnik-Fibel: Grundlagen Computertechnik, Mikroprozessortechnik, Halbleiterspeicher, Schnittstellen und Peripherie. Books on Demand; 1. Auflage, 2003
- Schnabel, P.: Netzwerktechnik-Fibel: Grundlagen, Übertragungstechnik und Protokolle, Anwendungen und Dienste, Sicherheit. Books on Demand; 1. Auflage, 2004
- Wüst, K.: Mikroprozessortechnik: Grundlagen, Architekturen und Programmierung von Mikroprozessoren, Mikrocontrollern und Signalprozessoren. Vieweg Verlag; 2. aktualisierte und erweiterte Auflage, 2006 


Lehrveranstaltung: Model-Based Systems Engineering (MBSE) mit SysML/UML (Projekt-/problembasierte Lehrveranstaltung)

Dozent:

Ralf God

Sprache:

Deutsch

Zeitraum:

Sommersemester

Inhalt:

Ziele der problemorientierten Lehrveranstaltung sind der Erwerb von Kenntnissen zum Vorgehen beim Systementwurf mittels der formalen Sprachen SysML/UML, das Kennenlernen von Werkzeugen zur Modellierung und schließlich die Durchführung eines Projekts mit Methoden und Werkzeugen des Model-Based Systems Engineering (MBSE) auf einer realistischen Hardwareplattform (z.B. Arduino®, Raspberry Pi®):
• Was ist ein Modell?
• Was ist Systems Engineering?
• Überblick zu MBSE Methodiken
• Die Modellierungssprachen SysML/UML
• Werkzeuge für das MBSE
• Vorgehensweisen beim MBSE 
• Anforderungsspezifikation, funktionale Architektur, Lösungsspezifikation
• Vom Modell zum Softwarecode
• Validierung und Verifikation: XiL-Methoden
• Begleitendes MBSE-Projekt

Literatur:

- Skript zur Vorlesung
- Weilkiens, T.: Systems Engineering mit SysML/UML: Modellierung, Analyse, Design. 2. Auflage, dpunkt.Verlag, 2008
- Holt, J., Perry, S.A., Brownsword, M.: Model-Based Requirements Engineering. Institution Engineering & Tech, 2011