Embedded Systems Professional
Certificate of Advanced Studies (CAS)

Hochschule Niederrhein. Dein Weg.

 

 

„Ein ganzer Sektor befindet sich derzeit im Wandel - weg von autarken und monolithischen eingebetteten Systemen hin zu vernetzten und softwareintensiven eingebetteten Systemen, deren Komplexität viele Unternehmen vor Herausforderungen stellt."

Eingebettete Systeme bieten Unternehmen die Chance, kreative Ideen für IoT, Smart Home und Industrie 4.0 umzusetzen. Dabei können sie zunehmende Standardisierungen in den Bereichen der Hardware (ARM, ESP32) und auch der Software (Linux, FreeRTOS) nutzen.

Der Software kommt dabei eine besondere Bedeutung zu: Sie ist der Schlüssel, um den steigenden Ansprüchen der Benutzerinnen und Benutzer an Funktionalität und Bedienbarkeit gerecht zu werden und die Effizienz und Wartbarkeit der Systeme zu verbessern. Unternehmen müssen sich also den aktuellen Herausforderungen des Embedded Software Engineerings stellen und ihre Expertise in diesem Bereich stärken. Denn Entwicklerinnen und Entwickler stehen hier im Vergleich zur Entwicklung klassischer IT-Systemen noch besonderen Randbedingungen gegenüber: Dazu zählen sehr beschränkte Ressourcen oder die Kopplung an physikalische Prozesse und die damit einhergehenden Anforderungen an die Zuverlässigkeit. Zudem wird die Sicherheit eine immer größere Herausforderung, je mehr die Systeme in der realen Welt präsent sind.

Das Zertifikatsstudium CAS Embedded Systems Professional vermittelt Ihnen in vier aufeinander folgenden Zertifikatskursen die Kompetenzen, um ausgehend von einer Projektidee unter Verwendung aktueller Methoden, Werkzeuge und Plattformen Software für eingebettete Systeme zielgerichtet und systematisch zu realisieren oder auch zu optimieren. Neben funktionalen Eigenschaften wird in den Zertifikatskursen vor allem auch die Sicherheit der Systeme durchgängig adressiert.

Eine Besonderheit des Zertifikatsstudiums ist das kursübergreifende Fallbeispiel, in dem jede Teilnehmerin und jeder Teilnehmer ein verteiltes, eingebettetes System auf Basis bereitgestellter Hardware-Komponenten realisiert.

Ziele

Mit erfolgreichem Abschluss des Zertifikatsstudiums werden Sie in der Lage sein,

  • Herausforderungen eingebetteter Systeme (wie limitierte Schreibzyklen, lange Standzeiten oder Sicherheit) einzuschätzen und zu adressieren,
  • geeignete Entwicklungsmethoden auszuwählen und zugehörige Entwicklungsumgebungen aufzusetzen,
  • Sicherheitskonzepte für eingebettete Systeme zu erstellen und umzusetzen,
  • selbständig vernetzte eingebettete Systeme zu konzipieren, zu realisieren, zu testen und zu deployen,
  • Hard- und Softwarekomponenten für digitale Netze auszuwählen,
  • IoT-Kommunikationsnetze zu planen, zu implementieren und zu konfigurieren
  • und aktuelle softwaretechnische Werkzeuge für eingebettete Systeme einzusetzen.
Zielgruppe

Das Zertifikatsstudium richtet sich an berufserfahrene Fach- und Führungskräfte aller Branchen,

  • die in Anwendungsgebieten eingebetteter Systeme tätig sind oder sein werden,
  • die einen Hintergrund in Elektrotechnik, Informatik, Mechatronik oder verwandten Disziplinen haben.


Unsere Teilnehmenden sind zum Beispiel…

  • Entwicklerinnen und Entwickler,
  • Ingenieurinnen und Ingenieure,
  • Systemarchitektinnen und Systemarchitekten,
  • Technische Projekt- oder Teamleitungen,
  • Produkt- und Prozessverantwortliche.
Vorteile
  • Das didaktische Konzept der Weiterbildung ist speziell auf Berufstätige zugeschnitten.
  • Wir bieten Ihnen ein hohes Maß an zeitlicher Flexibilität durch die Kombination von Präsenz- und onlinegestützten Selbstlernphasen.
  • Sie verknüpfen Ihre berufspraktischen Erfahrungen mit wissenschaftlichen Theorien und Methoden und erweitern so Ihre Kompetenzen.
  • Der hohe Praxisbezug der Weiterbildung ist durch die langjährige Berufserfahrung unserer Lehrenden in Unternehmen und Institutionen garantiert.
  • Bei uns lernen Sie in Kleingruppen, so garantieren wir Ihnen optimale Betreuung und genügend Raum für Ihre individuellen Fragestellungen.
  • Sie profitieren vom Austausch mit Fachkolleg*innen und erweitern Ihr berufliches Netzwerk.
Lehr- und Lernform

Das Zertifikatsstudium findet in einer Kombination aus Präsenz- und Selbstlerneinheiten (Blended Learning) statt. Das Selbststudium wird mit der Online-Lernplattform Moodle begleitet. Die Präsenzphasen sind in einem interaktiven Seminarcharakter gehalten, wobei sich Impulsvorträge und Übungselemente abwechseln. Das vermittelte Wissen wird „Hands-on“ erprobt und es besteht die Möglichkeit, individuelle Fragen und Problemstellungen der Teilnehmenden zu bearbeiten.

Deeply Embedded mit FreeRTOS

"Die wachsendende Komplexität von Embedded Software erfordert eine strukturierte Entwicklung, die neue Methoden, Werkzeuge und Plattformen aufgreift, um Produktivitäts- und Qualitätsziele zu erfüllen."
Prof. Dr.-Ing. Jens Brandt

Deeply Embedded Systems sind die wesentlichen Bausteine des Internet of Things, egal ob im privaten oder im industriellen Bereich. Ihre Sensoren oder Aktoren sind das Bindeglied zur realen Welt, während ihre Kommunikationsschnittstellen für die Vernetzung sorgen. Für die kleinen Mikrocontroller-basierten Geräte werden heute gewöhnlich Echtzeitbetriebssysteme (RTOS) eingesetzt, damit diese ihre Mess-, Steuer- und Kommunikationsaufgaben nebenläufig ausführen können.

In diesem Zertifikatskurs erhalten Sie das notwendige Wissen, um die Software für diese Bausteine des Internet of Things nachhaltig zu entwerfen, zu implementieren und zu testen. Als Basis wird dabei FreeRTOS eingesetzt, der marktführende De-Facto-Standard in diesem Bereich,.

Open Embedded mit Linux

"Mit Kenntnis grundlegender Zusammenhänge über unterschiedliche Funktionsbausteine und die passenden Werkzeuge lassen sich maßgeschneiderte Systeme bauen. Die dadurch reduzierte Komplexität minimiert betriebs- und sicherheitsrelevante Fehler."
Prof. Dr. Jürgen Quade

Bei komplexen Funktionalitäten, insbesondere aus dem Bereich der Kommunikation, bieten sich zur Realisierung offene eingebettete Systeme an. Diese zeichnen sich durch hohe Flexibilität sowie breite Auswahl an vorgefertigten und gewarteten Komponenten aus, die über einen Systembuilder zum Gesamtsystem konfektioniert werden. Die eigentliche Applikation integriert sich systemkonform. Dank Linux-Unterbau stehen die Einsatz- und Realisierungs-Möglichkeiten einem Desktop-System in nichts nach, optimieren aber die vorhandenen Ressourcen, minimieren damit Fehlerstellen und erleichtern Herstellern und Anwendern Betrieb und Wartung.

Aufbauend auf dem theoretischen Basis-Know-how vermittelt Ihnen dieser Zertifikatskurs das Wissen und die Fähigkeiten, um offene, eingebettete Linux-Systeme zu planen, zu entwerfen, zu implementieren und zu betreiben. Sie bauen die Systeme auf Basis eines Raspberry Pi in praktischer Arbeit auf und testen diese anschließend. So erhalten Sie ein fundiertes Verständnis bezüglich der Entwicklungsumgebung, Abläufe und Systeme. Die selbstständige Projektarbeit festigt und verifiziert die neu erworbenen Kenntnisse.

IoT-Kommunikation

"IoT-Kommunikation nutzt mächtige IoT-Protokolle und treibt so die Digitalisierung voran. Eine der wichtigsten Komponenten für den Erfolg oder Misserfolg eines IoT Projektes ist die maßgeschneiderte Auswahl von IoT Protokollen."
Prof. Dr.-Ing. Tobias Frauenrath

Internet of Things (IoT), Smart Home und Industrie 4.0 – kennzeichnend für den fortschreitenden Wandel ist: Maschinen und Geräte werden zum Teil des Internets und diese sind zukünftig immer häufiger untereinander vernetzt. Eine Herausforderung ist, dass der Aufbau der Kommunikation „smart“ und dennoch sicher gestaltet werden soll. Ein Mobilfunkmodem in jedem Sensor des intelligenten Zuhauses würde die enthaltene Batterie schnell aufbrauchen und zudem hohe Kosten verursachen. Hier sind dedizierte Funkprotokolle und Gateways gefragt.

In der Industrie sind robuste Netze das beherrschende Thema. Wie können Sensordaten „aus dem Internet“ der Anlage vor Ort dienlich sein und standortübergreifend sinnvoll genutzt und ausgetauscht werden? Hier können Edge Computing und wohldosierte Cloudanbindungen eingesetzt werden, die mittels Big Data-Analysen zusätzlich bessere Wertschöpfungen und Predictive Maintenance ermöglichen. Der Zertifikatskurs vermittelt Ihnen aktuelles Know-how für den maßgeschneiderten Entwurf z. B. von drahtlosen Systemen über Echtzeitsystemen für die Industrie 4.0 bis hin zu batteriebetriebenen Lösungen.

Embedded Security

"Sicherheit kann nicht nachträglich hinzugefügt werden. Diese muss bereits in der Entwicklung beginnend bei den Anforderungen berücksichtigt werden."
Prof. Dr.-Ing. Jens Brandt

Im Bereich eingebetteter Systeme kommt dem Thema IT-Sicherheit eine übergeordnete Bedeutung zu. Weil diese direkt mit ihrer Einsatzumgebung interagieren, stellen sie im Zweifelsfall eine besondere Gefahr dar. Insbesondere bei kritischen und industriellen Umgebungen können bei Übernahme der Systeme durch Hacker hohe Schäden resultieren. Da eingebettete Systeme zudem häufig nicht im direkten Blickfeld der Anwender ihren Dienst verrichten, sind sie für Hacker idealer Ausgangspunkt für unerwünschte Aktivitäten.

Die generell eher knappen Ressourcen an Rechenleistung, Speicher, Übertragungsbandbreite und Energie lassen jedoch die Integration üppiger und ausgefeilter Sicherheitsmechanismen nicht zu. Bei zum Teil jahrzehntelangen Betriebszeiten ist außerdem die Bereitstellung von Sicherheits-Updates betriebswirtschaftlich nur bei schlanken Prozessen mit hohem Automatisierungsgrad zu gewährleisten. Das stellt die Entwicklerinnen und Entwickler vor besondere Herausforderungen, denen sie mit einem ganzheitlichen Ansatz begegnen müssen, der den gesamten Entwicklungszyklus begleitet und sowohl das System, die Anwendung, die Einbettung in das Umfeld als auch die Kommunikation einschließt.

Detaillierte Informationen finden Sie in der Broschüre und in der Modulbeschreibung im Downloadbereich.

     Zwölf Präsenztermine der Kurse

  • Deeply Embedded mit FreeRTOS:
    Fr., 17.09.2021, Sa., 18.09.2021, Fr., 29.10.2021 I 9-17 Uhr
  • Open Embedded mit Linux:
    Fr., 12.11.2021 / Fr., 19.11.2021 / Fr., 10.12.2021 I 9-17 Uhr
  • IoT-Kommunikation:
    Fr., 04.02.2022 / Sa., 05.02.2022 / Fr., 18.02.2022 I 9-17 Uhr
  • Embedded Security:
    Fr., 18.03.2022 / Sa., 19.03.2022 / Fr., 29.04.2022 I 9-17 Uhr
    Zwischen den Präsenztagen liegen onlinegestützte Selbstlernphasen.
    Sollten Präsenztermine Corona-bedingt nicht möglich sein, werden diese flexibel durch Online-Lehre ersetzt.

     
  • Umfang (Workload) gesamt: 300 h, davon 96 h Präsenz, 12 ECTS
  • Anmeldefrist: 20.08.2021
  • Teilnehmendenzahl: max. 12 Personen
  • Ort: Campus Krefeld Süd
  • Teilnahmeentgelt: 4.100 € | Verpflegung und Getränke inklusive | Eine Ratenzahlung in drei Raten, die erste Rate 1.400 Euro, die beiden weiteren à 1.350 Euro, ist möglich | Alumni (5% Rabatt) 3.895 €
  • Teilnahmevoraussetzungen: Hochschulabschluss mit mindestens einjähriger Berufserfahrung oder anderweitiger berufsqualifizierender Abschluss mit mindestens dreijähriger Berufserfahrung. Es werden Programmierkenntnisse (C) vorausgesetzt.
  • Abschluss: Jeder einzelne Zertifikatskurs kann mit einer Prüfung (jeweils Projektarbeit und Peer-Review) oder mit einer Teilnahmebescheinigung (bei 75% Anwesenheit) abgeschlossen werden. Sind die Prüfungsleistungen aller vier Zertifikatskurse bestanden, so wird das Certificate of Advanced Studies Hochschule Niederrhein „Embedded Systems Professional“ vergeben.

Wir haben Ihre Dozenten gefragt: Warum ist eine Weiterbildung zum Thema Embedded Systems aktuell für viele Berufstätige interessant?

Bei der Entwicklung eingebetteter Systeme stehen neben Funktionalität und Kosten vermehrt die Themen Sicherheit, Effizienz und Wartbarkeit im Vordergrund. Dank zunehmend standardisierter und spezialisierter Software-Komponenten gelingt diese anspruchsvolle Aufgabe immer besser - vorausgesetzt die Entwickler haben entsprechendes Know-How. Ausgestattet mit dem notwendigen Wissen entwerfen und realisieren Anwendungs- und Software-Experten professionelle und vor allem auch sichere, eingebettete Systeme. Ein optimierter Entwurfsprozess spart nicht nur Zeit, sondern auch Kosten.

Die Vitae Ihrer Dozenten finden Sie im Downloadbereich.

Prof. Dr.-Ing. Jens Brandt
Kurse: „Deeply Embedded mit FreeRTOS“ und „Embedded Security“ Digitale Systeme/Embedded Programming Fachbereich Elektrotechnik und Informatik Hochschule Niederrhein
Prof. Dr.-Ing. Tobias Frauenrath
Kurse: „IoT-Kommunikation“ und „Embedded Security“ Automation in der Gebäudetechnik, Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Fachhochschule Aachen
Prof. Dr. Jürgen Quade
Kurse: „Open Embedded mit Linux“ und „Embedded Security“ Prozessautomatisierung Fachbereich Elektrotechnik und Informatik Hochschule Niederrhein

Ihre Ansprechpartnerin

Ulrike Schoppmeyer
Zentrum für Weiterbildung