Embedded C++ Grundkurs

Programme für embedded Anwendungen sind oft durch besondere Anforderungen gekennzeichnet. Sie haben oft nur einen kleinen Speicher, sollen besonders schnell und zuverlässig sein und dürfen keinen Heap verwenden, damit es nicht zu einer Speicherfragmentierung kommt.

Traditionellerweise werden embedded Programme oft in C geschrieben. Mit der Weiterentwicklung der Compiler hat C++ heute in Bezug auf Codegröße und Geschwindigkeit aber keine Nachteile mehr gegenüber C. Dazu tragen auch viele neue Sprachelemente von C++11, C++14, C++17 und C++20 bei, zu denen es in C keine Alternativen gibt und die zu schnellerem und kleinerem Code führen als mit C.

Eines der wichtigsten Argumente für C++ ist jedoch, dass Programme für eingebettete Anwendungen immer größer und komplexer werden. Diese Komplexität ist mit den Mitteln von C oft nur noch schwer zu bewältigen. Hier bietet C++ enorme Vorteile, die Entwicklungskosten sparen und zur Zuverlässigkeit der Anwendungen beitragen.

Das Seminar stellt grundlegende Sprachelemente und -konzepte von C++ (z.B. objektorientierte Programmierung) unter dem Gesichtspunkt der besonderen Anforderungen an embedded Systeme vor und vergleicht sie mit C-Alternativen.
Ein Schwerpunkt liegt auf den neuen Sprachelementen von C++11, C++14, C++17 und C++20, die für embedded Systeme viele Vorteile haben. Neben Sprachelementen werden auch AUTOSAR C++14 und MISRA Regeln für sicherheitsrelevante Systeme betrachtet.

HINWEIS
Der Embedded C++ Grundkurs (VA Nr. 35508) und der Embedded C++ Aufbaukurs (VA Nr. 35313) sind aufeinander abgestimmt. Beide Kurse sind zusammen eine Einführung in die Programmierung von embedded Anwendungen mit C++. Sie richten sich insbesondere an C-Programmierer, die auf C++ umsteigen wollen.

Softwareentwickler, Projektleiter, Testingenieure und Entscheider, die die Vorteile von C++11, C++14, C++17 und C++20 und der objektorientierten Programmierung für embedded Systeme nutzen wollen.

Gute Kenntnisse in der Programmiersprache C werden vorausgesetzt.

Montag, 21. bis Donnerstag, 24. Oktober 2024
9.00 bis 12.15 und 13.45 bis 17.00 Uhr

Embedded Systeme

• Einsatzbereiche und Besonderheiten
• spezielle Anforderungen bei embedded Anwendungen
• Überblick: C und C++ im Vergleich
• ESP32- und STM32-Boards

Elementare Datentypen und Anweisungen

• Ganzzahldatentypen fester Breite
• Trennzeichen bei Zahlliteralen und binäre Literale
• Typ-Inferenz: Implizite Typzuweisungen mit auto
• Initialisierungslisten und Konversionen
• Typsichere Initialisierungen mit Initialisierungslisten
• Bitoperationen
• Wert- und Referenzparameter
• Die Verwendung von C- und C++-Bibliotheken 
• Konstanten mit const und constexpr
• constexpr-Funktionen, consteval und constinit
• Init statement für if/switch
• stark typisierte Aufzählungstypen
• C-Arrays, std::array und std::vector 
• Funktionszeiger und Interrupt-Funktionen (Interrupt Service Handler-ISR)

Zeiger und Smart Pointer

Namespaces

Überladene Funktionen und Operatoren

• Mit überladenen new- und delete-Operatoren memory-leaks finden
• Benutzerdefinierte Literale

Objektorientierte Programmierung

• Klassen
• Elementfunktionen und der this-Zeiger
• Datenkapselung
• Konstruktoren und Destruktoren
• Klassen ohne pointer und die "rule of zero"
• Elementinitialisierer
• Standardkonstruktor, Kopierkonstruktor, Zuweisungsoperator
• Die Angaben =delete und =default
• Konstante Objekte und Elementfunktionen
• Konvertierende und explizite Konstruktoren
• Statische Klassenelemente
• inline Variablen und static Datenelemente
• Vererbung und Komposition
• Verdeckte Elemente
• Virtuelle Funktionen und Polymorphie
• Rein virtuelle Funktionen und Interface-Klassen
• Interfaces und Mehrfachvererbung
• R-Wert Referenzen und Move-Semantik
• Move-Semantik in der C++-Standardbibliothek und für eigene Klassen