Real-Time Project for Embedded Systems¶
课程简介¶
- 机构： University of Colorado Boulder
- 课程编号： Real-Time Embedded Systems 4
- 方向： 实时与信息物理系统
- 评级： A
- 角色： 替代
- 难度： 提供方未标准化（请按先修判断）
- 最近复核： 2026-07-28
University of Colorado Boulder 的《Real-Time Project for Embedded Systems》以摄像头和 Raspberry Pi 家庭项目收束实时嵌入式序列；项目、代码和练习完整，但有明确前序与平台成本。
为什么选择这门课
替代课程，核心内容可靠，适合按自身背景作为主课或高质量替代。
学习前准备
- 建议先完成方向基础：嵌入式系统
- 建议先完成方向基础：信号与系统
- 课程顺序要求：先完成《Real-Time Embedded Systems Concepts and Practices》（University of Colorado Boulder Real-Time Embedded Systems 1）
- 课程顺序要求：先完成《Real-Time Embedded Systems Theory and Analysis》（University of Colorado Boulder Real-Time Embedded Systems 2）
可验证的学习成果
- 解释实时与信息物理系统中的核心模型，并说明主要假设与适用边界
- 独立完成代表性推导与题目，并用量纲、极限情形或数值结果交叉检查
- 完成可复现实验或实现，保留原始数据、参数、版本和验证记录
工时与节奏
11 周，每周 9 小时。 这是维护者规划估计，依据课程角色与公开练习、实验密度生成，不是提供方工时承诺。先试学两周，分别记录授课、练习、实验和复盘时间；若实际偏差超过 25%，据实调整剩余计划。
安全等级
低能量实验。 仅开展隔离、限流、低能量实验；通电前检查额定值、接地、短路风险和紧急断电方式。
课程资源¶
软件、硬件与成本
软件
- 维护者建议的开源/免费验证路径：Zephyr 或 FreeRTOS 源码、GCC 或 LLVM、CMake、GDB，以及 Renode 或 QEMU
- 资源清单包含公开代码覆盖；复现时固定解释器、依赖、工具链、数据集和 PDK（如适用）版本
硬件
- 资源清单包含实验覆盖；优先借用或共享课程支持的实时控制开发板、USB 调试器、逻辑分析仪及低压传感器/执行器。仅在提供方实验手册明确要求后核对规格、许可与安全条件
成本说明
建议软件栈可开源或免费使用；这不是提供方要求或物料清单。开发板、元件、打样和仪器的实际清单与费用以提供方实验手册、地区和当地可得性为准，采购前优先借用、共享或仿真。
公开资源完整度
| 资源类型 | 完整度 |
|---|---|
| 视频 | 完整 |
| 讲义 | 部分 |
| 练习 | 完整 |
| 实验 | 完整 |
| 考试 | 无公开材料 |
| 代码 | 完整 |
资源与访问条件
| 资源 | 访问 | 许可 | 状态 | 复核日期 |
|---|---|---|---|---|
| 课程主页 | 注册后访问 | Coursera Terms of Use | 官方页已列出 | 2026-07-28 |
“官方页已列出”表示核验日从成功访问的官方来源页发现该链接，不保证目标文件在所有地区或账号状态下都能直接打开。访问不代表获得再分发权；下载、改编或公开发布前，应重新核对提供方页面、目标链接及其中第三方材料的许可。
实践与验收¶
实践闭环
《Real-Time Project for Embedded Systems · University of Colorado Boulder Real-Time Embedded Systems 4》实时闭环截止期压力测试
这是维护者为《Real-Time Project for Embedded Systems · University of Colorado Boulder Real-Time Embedded Systems 4》建议的自学项目，不是课程官方作业。为实时与信息物理系统建立离散事件调度器与受控对象仿真，量化抖动、超期和传感丢失对闭环安全裕量的影响。
来源： 维护者建议项目
交付物
- 任务集、周期/截止期/WCET 假设、调度策略和受控对象模型
- 可执行调度器、闭环仿真、故障注入器和监控断言
- 不同负载下的原始响应时间、抖动、超期和状态轨迹
- 一份报告，给出可调度边界、控制退化和安全降级状态
验收
- 标称负载下零截止期超期，解析响应时间界与仿真最坏值相差不超过 10%
- 覆盖零负载、100% 利用率附近、突发阻塞和时钟漂移边界
- 用第二种调度分析或穷举短超周期交叉核对可调度结论
- 逐步增加 WCET 直到首次超期，报告超期率与闭环误差增长曲线
复现要求
- 提交调度器、受控对象、故障场景、断言和分析源文件
- 固定事件顺序、随机种子、时间单位、求解器与依赖版本
- 保存原始事件/状态日志和自动生成的时间线与报告
安全边界： 仅仿真 — 只在模拟受控对象上施加超期和故障；不得把未经独立安全验证的调度或降级逻辑接入真实机械、车辆、医疗或电力系统。
风险、缺口与边界
摄像头与 Raspberry Pi 家庭项目要求先完成前两门课程，且可能需要付费平台访问。
完成证据
- 按周学习日志：投入时间、问题、错误订正、决策、下一步，并链接本周可复现产物
- 设计审查包：需求与约束、方案权衡、可编辑源文件、适用的 ERC/DRC/时序/稳定性检查、导出物与复现实验
- 代码仓库：固定依赖和工具链、最小运行命令、测试或波形/基准、预期输出与许可说明
- 实验包：原理图/装置设置、校准记录、原始数据、不确定度、安全检查、失败记录与从原始数据重建图表的步骤