Grundlagen Modernes C++ für embedded Systeme

Viele Entwickler von embedded Systemen kennen die typischen Probleme aus ihren Projekten: wachsender Codeumfang, schwer wartbare C-Strukturen, fehleranfällige Speicherverwaltung und ein hoher Aufwand, Komponenten so zu entwerfen, dass sie vielseitig wiederverwendet werden können. Zusammen mit begrenzten Hardwareressourcen und hohen Anforderungen an Zuverlässigkeit entstehen dadurch häufig komplexe Softwarearchitekturen.

Moderne Sprachmerkmale aus C++11 bis C++20 wurden gezielt weiterentwickelt, um diese Herausforderungen auch in embedded Anwendungen zu adressieren. Sie ermöglichen typsichere, wartbare und ressourcenschonende Software für Mikrocontrollersysteme. In dieser Weiterbildung wird anhand zahlreicher Praxisbeispiele gezeigt, wie modernes C++ in embedded Projekten sinnvoll eingesetzt werden kann und welche Vorteile sich daraus im Entwicklungsalltag ergeben.

Die Weiterbildung vermittelt praxisnahe Methoden zur Entwicklung von embedded Systemen mit modernem C++. Im Mittelpunkt stehen diejenigen Sprachelemente aus C++11 bis C++20, die für Embedded-Anwendungen einen konkreten Mehrwert bieten. Anhand realer Mikrocontroller-Plattformen wird gezeigt, wie Hardwarezugriffe in klar strukturierte, wartbare und wiederverwendbare Klassen überführt werden können. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf objektorientiertem Klassendesign, sauberen Schnittstellen und dem gezielten Einsatz moderner Sprachkonzepte in ressourcenbeschränkten Systemen.

Zusätzlich werden die MISRA C++:2023 Guidelines sowie die C++ Core Guidelines vorgestellt. Beide Regelwerke unterstützen dabei, sicheren, wartbaren und leistungsfähigen C++-Code für professionelle Embedded-Anwendungen zu entwickeln.

Nach der Weiterbildung können Sie:

• modernes C++ strukturiert für embedded Anwendungen einsetzen 
• typsichere, ressourcenschonende und wiederverwendbare Softwarearchitekturen entwickeln 
• qualitativ hochwertige Klassen für Hardwarezugriffe, beispielsweise Digital- und Analog-I/O, entwickeln 
• objektorientierte Konzepte zielgerichtet in Mikrocontroller-Anwendungen einsetzen 
• moderne C++-Sprachmerkmale unter Berücksichtigung aktueller Best Practices bewerten 

Nutzen der Weiterbildung

Die Weiterbildung unterstützt dabei, typische Probleme in embedded Projekten gezielt zu reduzieren – etwa schwer wartbaren Code, hohe Abstimmungsaufwände oder eine fehleranfällige Speicherverwaltung. Moderne C++-Methoden erleichtern die Entwicklung robuster und wiederverwendbarer Softwarekomponenten und erhöhen die Zuverlässigkeit komplexer embedded Anwendungen. Dadurch verbessern sich Wartbarkeit, Codequalität und Effizienz im Entwicklungsalltag nachhaltig.

Ihr Business-Nutzen

Die Weiterbildung trägt dazu bei, Embedded-Softwareprojekte strukturierter und wirtschaftlicher umzusetzen. Moderne C++-Methoden reduzieren Entwicklungs- und Wartungsaufwände, verbessern die Codequalität und erhöhen die Zuverlässigkeit sicherheitsrelevanter Systeme. Dadurch lassen sich technische Risiken und Folgekosten über den gesamten Softwarelebenszyklus hinweg reduzieren.

Montag, 09. bis Donnerstag, 12. November 2026
9:00 bis 12:15 und 13:45 bis 17:00 Uhr

Praxisbeispiele und Übungen ziehen sich durch alle Themenbereiche der Weiterbildung. Die Inhalte werden anhand konkreter embedded Anwendungen auf Mikrocontroller-Plattformen wie STM32, ESP32 und Raspberry Pi vermittelt. Typische Aufgabenstellungen aus der embedded Entwicklung werden direkt im Code umgesetzt und gemeinsam diskutiert.

Embedded Systeme

• Typische Einsatzbereiche 
• Spezielle Anforderungen bei embedded Anwendungen 
• Mikrocontroller (z. B. STM32, ESP32) 

Elementare Datentypen und Anweisungen

• Ganzzahldatentypen fester Breite
• Trennzeichen für Zahlliterale, binäre Literale
• Typ-Inferenz: implizite Typzuweisungen mit auto
• Initialisierungslisten und implizite Konversionen
• typsichere Initialisierungen mit Initialisierungslisten
• Bitoperationen
• Die Verwendung von C- und C++-Bibliotheken
• Konstanten mit const und constexpr
• constexpr-Funktionen, consteval und constinit
• stark typisierte Aufzählungstypen
• Funktionszeiger und Interrupt Service Routinen (ISR)
• kooperatives Multitasking mit Zustandsautomaten
• C-Arrays, std::array und std::vector
• die bereichsbasierte for-Schleife
• std::map: Container mit einem beliebigen Index-Typ

Zeiger und Smart Pointer

• dynamische Speicherverwaltung
• Smart Pointer: shared_ptr und unique_ptr

Überladene Funktionen und Operatoren

• Ein new/delete-tracker für Memory-Leaks 
• benutzerdefinierte Literale

Objektorientierte Programmierung

• Klassen
• Konstruktoren, Destruktoren und RAII
• Klassen ohne Zeiger und die „Rule of Zero“
• Elementinitialisierer
• Standardkonstruktor, Kopierkonstruktor, Zuweisungsoperator
• =delete und =default für Elementfunktionen
• konstante Objekte und Elementfunktionen
• statische Klassenelemente und static inline Datenelemente
• Klassen für Hardwarezugriffe: DigitalIn/Out, AnalogIn/Out 
• Unittests und Mocking
• Benutzerdefinierte Literale für typsichere Werte
• Vererbung und Komposition
• verdeckte Elemente
• virtuelle Funktionen und Polymorphie
• rein virtuelle Funktionen und abstrakte Basisklassen
• Interface-Klassen und Mehrfachvererbung
• R-Wert-Referenzen und Move-Semantik