Företag kan ha produktionsanläggningar på ett antal olika platser runt om i världen. Den industriella utrustningen som används i anläggningarna innehåller ofta någon form av inbyggt system som kräver underhåll eller övervakning vid jämna mellanrum. Utrustningen kan vara tekniskt avancerad och därför måste underhållet skötas av en servicetekniker. Mindre leverantörer av industriella utrustningar har inte alltid möjlighet att ha serviceorganisationer i varje land då detta innebär en extra kostnad. Det hade därför varit fördelaktigt med ett kompletterande kommunikationssystem som fungerar som en mellanhand mellan servicetekniker och målsystem som kan befinna sig på skilda platser.Kommunikationssystemet som tagits fram i detta projekt fungerar som en typ av fjärrövervakning där det är möjligt att utföra fjärravläsning samt ändra inställningar på distans. Syftet med examensarbetet är därför att utveckla en enkel och kostnadseffektiv enhet avsedd för fjärrövervakning av utrustningar innehållande inbyggda system.Examensarbetet resulterade i en kostnadseffektiv prototyp av en övervakningsenhet, baserad på enkortsdatorn Raspberry Pi, som kan kopplas in till ett målsystem när service behövs. I projektet testades kommunikationssystemet mot ett målsystem baserat på enkortsdatorn Arduino Uno. Övervakningsenheten har möjlighet att kommunicera med målsystemet via tre olika sätt: RS-232, JTAG samt kommunikation via GPIO-pinnar. Dessa kommunikationssätt kan användas till olika ändamål då kommunikationssätten är användbara för olika tillämpningar och kan därmed möjliggöra implementering av många olika funktioner. Kommunikationssätten är dessutom välanvända och passar till många olika målsystem. Servicetekniker har två tillgängliga användargränssnitt för att interagera med övervakningsenheten. Det primära användargränssnittet är ett webbgränssnitt där utdata från målsystemet kan övervakas samt att det finns möjlighet att ställa in olika inställningar. Det andra användargränssnittet består av fjärrstyrning av övervakningsenheten där funktioner finns för att utföra felsökning (eng. debugging) samt möjlighet att ladda in ett nytt program på målsystemet. / Companies can have production plants in a variety of locations around the world. The industrial equipment used in facilities often includes some form of built-in systems which require maintenance or monitoring at regular intervals. The equipment can be technologically advanced and therefore maintenance must be performed by a service technician. Smaller suppliers of industrial equipment are not always able to have service departments in each country, which often means an additional cost. It would therefore be advantageous with an additional communication system that acts as an intermediary between the service technician and the target system that can be located in different places.The communication system developed in this project acts as a kind of remote monitoring where it is possible to perform remote reading, and change different settings remotely. The purpose of this study is therefore to develop a simple and cost effective device designed for remote monitoring of equipment containing embedded systems.The study resulted in a cost-effective prototype, based on the single board computer Raspberry Pi, of a monitoring device that can be connected to a target system when service is needed. The communication system was tested throughout the project on a target system based on the single board computer Arduino Uno. The monitoring unit is able to communicate with the target system via three different ways: RS-232, JTAG and communication via GPIO-pins. These communication methods can be used for different purposes as these communication methods are useful for various applications and can thus enable implementation of many different functions. The communication methods are also widely used and suitable for many different target systems. Service technicians have two available user interfaces for interacting with the monitoring unit. The primary user interface is a web interface where the output of the target system can be monitored and that there is the possibility to set different settings. The second interface is remote controlling of the monitoring device which has functions to perform debugging and the ability to flash a new program into the target system.

Temperature has been and still is an important quantity that needs to be measured and logged for different applications from industries to our daily life.  This bachelor thesis aims to design a prototype for a temperature logger that can log temperature from four external thermocouples over the temperature range between -20 and +85 degrees during the time of four months with a set update frequency every 15 minutes. The prototype should programmable and be able to communicate with a PC and transfer measurement data to an SD card for storage. The V-model (a development process model) is used to create documents and confirm them in the later stages of the product development process. In the beginning of the project there was a general search for information about similar products and then a decision making on how the project was going to be conducted.  Following the “V-model” the project several surveys have been done regarding the functionality of different components. From there, decisions have been made from the results of what component is the best for this specific project. The components have then been used to design a full electric system with all the components connected, generating an overview of the whole system. After the system design, a printed board circuit (PCB) was designed using Altium Designer, for which all the previous information gathered in the documents was used, including the components chosen earlier and all the small components decided later based on the component’s datasheets. Due to the limited time of ten weeks for the project as well as the lack of experience in scheduling each step in the product development process, this degree project ended up only with finishing the design of the PCB but not the physical prototype. For the future work, it is suggested to add more external thermocouples in the temperature logger since the more thermocouples the logger has, the more analysis it can make at the same time and thus the more efficient the product can become. Besides, the algorithm for temperature logging can be made adaptive according to how fast the temperature changes. For instance, the logger is less frequently activated for lower temperature change. This can significantly reduce unnecessary workload and data storage to save energy and storage resource.

This study aims to investigate how an emulator could be developed as a testing tool for Battery Management Systems (BMS) by emulating the Analog Front­end (AFE) circuit communicating with a control unit for monitoring of Lithium­Ion Batteries. All of the research was conducted in the context of the company Northvolt. By analysing data collected through a questionnaire, it was evident that an emulator testing tool could potentially make the BMS development process significantly more efficient. A demonstrator was developed as a part of the study. It fulfilled almost all of the requirements initially stated, but required the control unit to send commands in a fixed sequence, which the current BMS control unit did not. A fixed sequence would however enable the incorporation of the developed emulator, as well as introducing other advantages such as predictability. The study showed that the most important factor to consider for developing an AFE communication emulator for BMS testing was robustness and repeatability of the timings of the communication signals. / Syftet med denna studie var att undersöka hur ett testverktyg baserat på en emulator skulle kunna utvecklas för batteristyrsystem. Studien genomfördes på batteriföretaget Northvolt. Genom att analysera data insamlad via ett frågeformulär framgick det tydligt att ett testverktyg baserat på en emulator hade god potential att göra utvecklingsprocessen av batteristyrsystem mer effektiv. En prototyp utvecklades som en del av studien. Denna uppfyllde nästan alla de initialt uppsatta kraven, men var anpassad för kommunikation i en fix sekvens, till skillnad från det aktuella systemet hos företaget. Via studien fann man att implementationen av en fix kommunikationssekvens skulle medföra önskvärda egenskaper hos systemet såsom förutsägbarhet. Vidare visade studien att den viktigaste faktorn att ta i beaktning för utveckling av en emulator var robusthet och repeterbarhet hos timingen av kommunikationssignalerna. Detta eftersom kommunkationen mellan enheter förlitar sig på korrekt timing av varje skickad bit för korrekt inlästa meddelanden.

I det här arbetet har en emulator till DeLavals inbyggda system IOM 200 utvecklats i en Linuxmiljö. Konceptet har varit att implementera en emulator i DeLavals testprocess för mjukvaran i ett inbyggt system. Syftet med emulatorimplementationen var att underlätta utvecklingen av mjukvaran genom att ta bort beroendet av hårdvaran. Baserat på studier av olika metoder, tillgängliga verktyg och tidigare arbeten skapades en emulatormodell för IOM 200 och ett koncept för hur den ska implementeras. Arbetet har även skapat en fungerande prototyp som kan exekvera ett mindre kodsegment från IOM 200 och därigenom validerar emulatormodellen. Emulatormodellen utformades på den redan befintliga FreeRTOS-simulatorn som finns tillgänglig i Linux. Anledningen är att FreeRTOS används i IOM 200, den är gratis att använda och den möter emulatorns abstraktionskrav. Utöver FreeRTOS-simulatorn implementerades stubbar och wrapper-funktioner som tillhandahöll gränssnitt som gjorde IOM 200 applikationen exekverbar i emulatorn. / In this work an emulator for DeLaval’s embedded system IOM 200 has been developed in a Linux environment. The concept was to implement the emulator in DeLaval’s software test process for embedded systems. The purpose of creating an emulator was to ease the development of the embedded software by removing the dependency on embedded hardware. An emulator model and a concept for its implementation was created through the studies of various methods, available tools, and existing works in the emulator field. Based on the model the work created a working prototype that can execute a smaller code segment from the IOM 200 application. The emulator model was designed on the already existing FreeRTOS simulator that is available forLinux. The motive being that FreeRTOS is the operating system running on IOM 200, it is open source, free to use and it has the perfect level of abstraction for the emulator. Stubs and wrappers were implemented to the emulator in addition to the FreeRTOS simulator. These stubs and wrappers provided the interfaces needed for the IOM 200 application to be executable in the emulator.

Att utveckla pålitlig och säker mjukvara är av stor vikt gällande inbyggda system, och i synnerhet mjukvara som hanterar kritiska tjänster såsom fordonsstyrning. En stor utmaning vid utveckling av inbyggda system är att hantera minnessäkerheten samtidigt som prestandan kvarhålls, ett område där äldre programspråk ofta uppvisar brister som kan leda till säkerhetsrisker och i vissa fall systemkrascher. Denna uppsats undersö- ker möjligheten att använda det relativt nya programspråket Rust i inbyggda system och jämför Rust med det väletablerade språket C. Med hjälp av en mikrokontroller (ESP32-C3-DEVKIT-RUST1), MQTT för kommunikationshantering och de angivna programspråken implementeras en prototyp av ett system för att styra fordon via WiFi. Prototyperna i Rust och C jämförs sedan kvantitativt och kvalitativt. Den kvantitativa jämförelsen fokuserar på prestanda och den kvalitativa jämförelsen på våra upplevelser kring att utveckla systemen i de två programspråken. Resultaten visar på skillnad i den kvantitativa mätningen där C var 15% snabbare samt hade en mer konsekvent exekveringstid. Trots den begränsning givet de bibliotek som finns tillgängligt för Rust anser vi att programspråket är att föredra sett till utvecklingsmiljön, kompilatorn och dokumentation. / To develop reliable and secure software is of great importance regarding embedded systems, and especially software that handles critical functionality such as control systems. A major challange for embedded systems is to manage memory security while maintai- ning performance, an area where older programming languages often show deficiencies that may lead to security risks and in some cases even system crashes. This paper explo- res the possibility to use Rust for embedded systems, and compare this programming language with the already established language C. With the help of a microcontroller (ESP32-C3-DEVKIT-RUST1), MQTT for communication management, and the spe- cified programming languages a prototype of a system for controlling vehicles via Wifi is implemented. The prototypes in Rust and C are then used in a quantitative and qualitative comparison. The quantitative comparison focuses on the performance and the qualitative comparison on the experiences from developing the system in the programming languages. The results shows differencies in the quantitative measurement where C was 15% faster while having a more consistent time of execution. Despite the limitation of available libraries for Rust, we consider the programming language preferable in the terms of environment for development, compiler and documentation.

<p>Many embedded systems are complex, and it is often required that the firmware in these systems are updatable by the end-user. For economical and confidentiality reasons, it is important that these systems only accept firmware approved by the firmware producer.</p><p>This thesis work focuses on creating a security enhanced firmware update procedure that is suitable for use in embedded systems. The common elements of embedded systems are described and various candidate algorithms are compared as candidates for firmware verification. Patents are used as a base for the proposal of a security enhanced update procedure. We also use attack trees to perform a threat analysis on an update procedure.</p><p>The results are a threat analysis of a home office router and the proposal of an update procedure. The update procedure will only accept approved firmware and prevents reversion to old, vulnerable, firmware versions. The firmware verification is performed using the hash function SHA-224 and the digital signature algorithm RSA with a key length of 2048. The selection of algorithms and key lengths mitigates the threat of brute-force and cryptanalysis attacks on the verification algorithms and is believed to be secure through 2030.</p>

<p>This report compares the development tools Ascet and Matlab with regard to their suitability as tools for model based development of signal processing software for embedded systems. We derive appropriate metrics of quality and perform an implementation of a signal processing algorithm called RAI, Roll Angle Indicator, in both tools. RAI is an algorithm that with an Extended Kalman Filter estimates the roll angle, that is how much a motorcycle is leaning. From the models implemented in Ascet and Matlab we then generate C-code for a embedded system. This code is then run on an embedded target containing a Infineon C167 microprocessor. Information from the implementation and the performance of the generated C-code is then used to compare the two model based development tools.</p>

Denna rapport beskriver ett examensarbete för högskoleingenjörsexamen i elektroteknik vid Växjö Universitet. Syftet är att konstruera ett styrsystem till en robotbil, ett program som hindrar bilen från att krocka med omgivningen. Roboten ska även kunna styras från en dator via ett grafiskt gränssnitt implementerat i Labview. Nödvändig hårdvara för styrning och kommunikation har konstruerats. Det har behövts tre olika programmeringsspråk för att nå de krav som har ställts på uppgiften, C, Perl och Labview. Microprocessorn i robotbilen har programmerats i C och gör bilen helt autonom, endast beroende av signaler från avståndssensorer. Avlusningsprogrammet skrevs i Perl och styrningen från datorn har implementerats i Labview. Avlusningsprogrammet togs fram på grund av att det blev svårt att hålla koll på allt som skedde med värden och beräkningar i den automatiska styrningen av robotbilen. / This thesis describes a project for the bachelor degree in electrical engineering at Växjö University. The purpose with this project is to construct a guidance system for a robot car, a program that prevents the car from colliding with objects when moving without external control. The robot could also be controlled from the computer through a virtual instrument implemented in Labview. The necessary hardware for steering and communicating has been constructed. The software is implemented using three different programming languages, C, Perl and Labview.

Linux is a growing operating system in embedded systems. Today, Linux is not only in heavy servers but also in cell phones, PDAs, cameras and other devices running on battery power. While current technology is more energy efficient, more and more technologies are implemented into a single unit resulting in an overall increase of power consumption. Low power consumption is an increasingly important feature of a system today. Lower power consumption means lower costs, less environmental impact, and longer life for applications that runs on batteries. This work compiles methods to reduce power consumption of Linux systems. The work includes examining whether the available opportunities are platform-specific or of a more general nature. The evaluations of methods for efficacy, has been performed on three different platforms. Testing consists of different types of stress tests and turning the units on-and-off. The results show that many of the features for power management that are available in a Linux system are of a general nature and that the Linux kernel has good support for implementation of new power management functions. Through the power reduction tests it has been proven that reducing the frequency of the processor and bit rate of the Ethernet controller provides the highest efficiency gain at different load levels. This work also investigates whether implementation of dynamic frequency scaling on a new processor is a complex task or not. Implementations in the Linux kernel provide general code that means that only the processor-specific part needs to be implemented. The implementation was carried out without major complications. / Linux är ett växande operativsystem inom inbyggda system som finner allt fler tillämpningar i elektroniska produkter. Idag finns Linux inte enbart i tunga servrar utan även i mobiltelefoner, handdatorer, kameror och andra enheter som går på batteridrift. Samtidigt som dagens teknik är allt mer energieffektiv så implementeras allt fler tekniker i en och samma enhet vilket medför en total ökning av effektförbrukning. En låg effektförbrukning är en allt mer betydande egenskap hos ett system idag. En lägre effektförbrukning innebär lägre kostnader, mindre miljöpåverkan, och längre drifttid för applikationer som drivs på batteri. Arbetet sammanställer metoder för att reducera effektförbrukningen hos system med Linux. Arbetet innefattar även att undersöka huruvida de möjligheter som finns är plattformsspecifika eller av generell karaktär. Vid utvärdering av metoders effektpåverkan har tester utförts på tre olika plattformar. Testerna består av på- och avslag av enheter samt olika typer utav belastningstester. Resultatet visar att många utav de energisparfunktioner som finns tillgängliga i Linuxsystem är av generell karaktär och att Linuxkärnan har bra stöd för vidare implementering av energisparfunktioner. Vid försöken till effektreducering har det visat sig att minskning av hastigheten på processor och ethernet-controller ger störst vinst vid olika belastningsgrader. Arbetetet undersöker även huruvida implementationen utav dynamisk frekvensskalning på en ny processor är en komplicerad process eller inte. Resultatet visar att implementationen av funktionen för en ny processor inte är allt för komplicerad. Detta mycket på grund av att Linuxkärnans infrastruktur är uppbyggd i lager där många utav dessa lager är av generell karaktär och kan återanvändas. Detta medför att endast den hårdvaruspecifika delen behöver implementeras.

This report compares the development tools Ascet and Matlab with regard to their suitability as tools for model based development of signal processing software for embedded systems. We derive appropriate metrics of quality and perform an implementation of a signal processing algorithm called RAI, Roll Angle Indicator, in both tools. RAI is an algorithm that with an Extended Kalman Filter estimates the roll angle, that is how much a motorcycle is leaning. From the models implemented in Ascet and Matlab we then generate C-code for a embedded system. This code is then run on an embedded target containing a Infineon C167 microprocessor. Information from the implementation and the performance of the generated C-code is then used to compare the two model based development tools.