Wie groß ist der Datensatz pro Cache-Line in Bytes?
Wie viele Cache-Lines hat der Cache?
Wie groß ist der Cache mit und ohne interne Speicherbits?
Wie groß ist der maximale Jitter?
2.2. Echtzeitbedingung
Der Prozess hat eine Ausführungszeit von 8 ms und eine Deadline, die mit der nächsten
Periode identisch ist. Hat der Prozess im protokollierten Verlauf seine Echtzeitbedingungen
eingehalten? Begründen Sie.
1.3. Trefferrate
Geben Sie für die Teilaufgabe 1.2 jeweils den Hit- und Miss- Anteil in [%] an
Nein
Was ist ein Task?
Task: Aufgabe in Form einer Befehlskette (aus Maschinen-Instruktionen)
Was ist ein Thread
Thread: Einheit zum Abarbeiten eines Programmes bestehend aus Befehlskette, Zustandsinformationen und geteiltem Datenspeicher. Oft Untereinheit eines Prozesses
Was ist ein Prozess?
Prozess: Einheit zum Abarbeiten eines Programmes bestehend aus Befehlskette, Zustandsinformationen und exklusiv zugeordnetem Datenspeicher
Was ist Quasi-Parallele-Ausführung?
Die Prozessorzeit wird in kleine Zeitfenster für jeden Prozess aufgeteilt, sodass man den Eindruck hat, die Prozesse liefen gleichzeitig ab.
Welche Aufgabe hat die Ablaufsteuerung eines Betriebssystems?
Sie bestimmt, wann Prozesse Rechenzeit zugeteilt bekommen.
Was ist der Unterschied einer preemtive und einer non-preemtive Ablaufsteuerung?
Eine preemtive Ablaufsteuerung kann Prozesse zu beliebigen Zeitpunkten unterbrechen,
in einer non-preemtive Ablaufsteuerung kann ein Prozess nur an vorgegebenen Stellen unterbrochen werden.
3.5/10 + 3/25 + 2/500 = 47.4%
Können die Deadlines eingehalten werden?
Ja, da 47.4% < 70%
Time Partitioning und Space Partitioning
Time Partitioning
Die Prozessorzeit wird in Zeitscheiben eingeteilt nur während der eigenen Zeitscheibe darf eine Partition rechnen.
Space Partitioning
Der Speicher wird statisch an die Partitionen vergeben. Zugriffe auf den Speicher einer anderen Partition sind nicht möglich.
Zeichnen Sie eine typische LEMP-Schaltung für einen physikalischen Eingang.
Welche Arten von diskreten Eingängen (DSI) gibt es? Worin unterscheiden sie sich?
Welcher braucht einen Pull-up-, welcher einen Pull-down-Widerstand?
(V1-V2)/(V1+V2) = 1/5
Was versteht man unter dem Begriff Babbling Idiot in der Netzwerkkommunikation?
Ein Busteilnehmer der durch übermäßig viele Nachrichten andere Teilnehmer am Kommunizieren hindert.
Kann ein Babbling Idiot den Kommunikationsverkehr zwischen den Teilnehmern in einer Sterntopologie stören? Begründen Sei Ihre Antwort.
Ja, wenn der Switch die störenden Nachrichten nicht erkennt, können alle Teilnehmer gestört werden.
1,2,3,4
Auf dem Bus können maximal 100 solcher Nachrichten pro Sekunde verschickt werden. Berechnen Sie die Bandbreite des Busses.
100*20*8 = 16.000 bit/s = 16 kbit/s
Berechnen Sie die Bandbreite, die für Nutzerdaten zur Verfügung steht
Auf dem Bus können maximal 100 solcher Nachrichten pro Sekunde verschickt werden.
100*10*8 = 8.000 bit/s = 8 kbit/s
47 Bit Overhead + 32 Daten: 79 / 1000000 = 0.000079 s = 79 μs
17 Byte Daten (Min Payload) + 67 Byte Overhead: 84*8 / 100.000.000 = 0.00000672 s = 6,72 μs
Physikalisch: Sterntopologie
Virtuell: 1-N-Topologie (A429)
Kombinierte Rate = 10Hz+10Hz+20Hz = 40 Hz -> 1/40 s = 0,025 s = 25 ms -> Ein BAG von 16 ist ausreichend damit keine Nachricht verloren geht.
Berechnen Sie die maximale Bus-Last, die durch diese VL entsteht.
40 1/s * (200*8) Bit = 64.000 bit/s
64.0000/100.000.000 = 0,064 %
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Prozesse werden zu beliebigen Zeitpunkten unterbrochen.
Harvard
8 Bytes
EPROM
2 Hertz (Nyquist: doppelte Abtastrate)
Alle genannten Mechanismen beeinflussen die Ausführungsdauer.
Zeichnen und beschriften Sie den allgemeinen Aufbau der Harvard Rechnerarchitektur.
Nennen Sie drei Bussysteme, die in der Luftfahrt eingesetzt werden
CAN, AFDX, ARINC429, TTP, ARINC629
DAC:
Auflösung: 12 Bit
Die Referenzspannungen seien 0V (niedrigste Stufe) und 3.3V (höchste Stufe). Was ist die minimale Spannungsdifferenz zwischen zwei Stufen?
Sie möchten am CDAC1 eine Ausgangsspannung von 1V erzeugen. Ergänzen Sie dazu die folgende Programmzeile:
DAC1CONbits.DACDAT =
Wie könnte theoretisch die maximale Abweichung bei gleichbleibender Auflösung verringert werden?
Nehmen Sie an, dass sich das analoge Signal sinusförmig verhält. Was ist die maximale Frequenz des Signals, damit dieses verlustfrei abgetastet werden kann?
An den Eingang wird eine unbekannte Spannung U1 5ms lange angelegt, danach wird die negative Referenzspannung angelegt und es dauert 3ms, bis der Ausgangszustand wieder erreicht ist. Wie hoch ist U1 ?
Wie groß muss die Taktfrequenz des Zählers sein, um eine Messung innerhalb von 10ms durchzuführen?
Die Positionsbestimmung eines hydraulischen Fahrwerksaktuators.
LVDT: LVDTs eignen sich für genaue Positionsmessungen.
Lautsprecherdurchsage in der Kabine?
AO: Lautsprecher verwandeln eine analoge Spannung in Schall.
Messen des Zustandes (offen oder geschlossen) eines Ventils im Tank?
DSI GND/OPN: Kontaktzustand lässt sich auch ohne Spannung messen. Keine Spannung in den Tank bringen.
Ein Lämpchen im Cockpit, das den Zustand eines Rechners anzeigt? (Lämpchen an, Rechner geht. Lämpchen aus, Rechner ist ausgefallen)
DSO 28V/OPN oder DSO GND/OPN
2.1. Von-Neumann Rechner
Zeichnen und beschriften Sie den allgemeinen Aufbau der Von-Neumann Rechnerarchitektur.
-Zeichne dazu Kontrollfllussdiagramm
-Was ist die jeweilige Ausführungsdauer der drei möglichen Codepfade?
R24=value R22=low(-limit R20=high(-limit)
R0= a R1=b
Berechnen Sie nachvollziehbar die maximale buslast einer AFDX Virtual links (Payload: 200Byte, BAG: 16ms, 40 Hz gesamtfrequenz)
+Übersetzten Sie folgenden C-Code in Maschinen-Code. Benutzen Sie nur die gegebenen Instruktionen. Beginnen Sie im Programmspeicher an Adresse 0x0024.
+Wie lange dauert die Ausführung des Programmes, wenn der Mikrocontroller eine Taktrate von 1MHz hat?
Die Variable a soll im Register R24, die Variable i soll im Register R25 abliegen.
Wie viele Bytes an Daten liegen momentan auf dem Stack? Woran haben Sie das erkannt?
Welche zwei Instruktionen werden als nächstes ausgeführt? Begründen Sie!
Die nächsten zwei Instruktionen werden ausgeführt. Geben Sie die neuen Inhalte des Programmspeichers, Datenspeichers und der Register PC, SPL und SPH an.
Hinweis: für die Rücksprungadresse wird das niedrigwertigere Byte zuerst auf den Stack gelegt:
Es wird ein DAC betrachtet. Der Ausgangsspannungsbereich liegt zwischen 0V und 5V.
Der Quantisierungsfehler soll maximal 1mV betragen. Welche Auflösung sollte gewählt werden?
Zeichnen Sie die Task-Ausführung in ein Scheduling-Diagramm ein.
7.1. Vergleich zu föderierten Systemen
Was ist ein Unterschied zwischen Integrierter Modularer Avionik und föderierten Avioniksystemen?
IMA: mehrere Funktionen auf einem Rechner
förderiert: jede Funktion eigenes System
Mehrere Funktionen werden bei IMA auf dem gleichen Rechner ausgeführt, bei föderierten Systemen hat jede Funktion ein eigenes System
Welche Komponente sorgt auf einem IMA Rechner für die Partitionierung von Funktionen unterschiedlicher Kritikalität?
Betriebssystem nach dem ARINC653 Standard sorgt für robuste räumliche und zeitliche Partitionierung
Ist es sinnvoll, für jeden Virtual Link die minimale BAG von 1ms zu vergeben?
Nein, denn dadurch würde unnötig viel Bandbreite reserviert werden (die für andere Funktionen nicht mehr zur Verfügung stünde)
Was versteht man bei einem Cache unter dem Begriff Thrashing?
Wenn in jedem Schritt eine neue Cache Line geladen werden muss, verkehrt sich der effekt des Caches ins Gegenteil
Wie verhindert AFDX den Babbling Idiot
Switch
Welcher Hardwarebaustein in einem Mikroprozessor sorgt dafür, dass ein Prozess nicht den Speicher eines anderen Prozessors überschreibt?
Memory Management Unit
Welche Aufgaben werden beim A-Check durchgeführt?
Filterwechsel
Schmieren
Notfall equipement überprüfen
Welche Bedingungen müssen erfüllt werden, damit es zu einem Cache-Hit kommt?
In der jeweiligen Cache Line, welche aus dem Index der Speicheradresse gewählt wird, muss der Tag mit dem Tag der Speicheradresse übereinstimmen.
Ist dies der Fall, muss zusätzlich der valid Bit true sein
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