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Home Lehre Lehrveranstaltungen SS 2005 Rechnergestützter Entwurf von Mikroelektronik

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Homepage des Kurses "Rechnergestützter Entwurf von Mikroelektronik" im SS 2005

Überblick

  • Veranstalter: Prof. Dr.Peter Marwedel
  • Vorlesung + Übung (4+2 SWS)


Lerninhalte und Ziele

Das Modul beginnt mit einer vertieften Behandlung von Modellen für gemischte Hardware/Software-Systeme. Dabei wird ein besonderes Schwergewicht auf SystemC- und VHDL-Modelle gelegt. Für beide Sprachen werden realistische Systeme modelliert.

Im ersten Viertel der Veranstaltung werden die Grundzüge von SystemC vermittelt. SystemC ist eine Erweiterung von C++ mittels einer Bibliothek, die alle die Sprachkonstrukte bereitstellt, die zur Modellierung von Hardware in C++ benötigt werden. Damit ist eine einheitliche Modellierung von Software in einer Sprache möglich und die Notwendigkeit der Kopplung unterschiedlicher Simulatoren entfällt.

Im zweiten Viertel der Veranstaltung wird die Konfiguration von field programmable gate arrays mit Hilfe von VHDL vorgestellt. In den Übungen dazu gibt es Zugang zu "echten" FPGA-Boards.

Anschließend werden Verfahren zur Synthese von gemischten Hardware/Software-Systemen vorgestellt. Die Theorie der Syntheseverfahren auf unterschiedlichen Ebenen (System-, Architektur-, Automaten- und Schaltkreissynthese) wird ausführlich vorgestellt. Dazu gehört die Synthese von Hardware aus algorithmischen Beschreibungen (High-Level synthesis einschl. Scheduling, Allokationsverfahren für Ressourcen, Ressourcenbindung). Zur praktischen Erprobung dieser Syntheseverfahren werden Systeme auf field programmable gate arrays (FPGAs) abgebildet.

Die Veranstaltung schließt mit einer Übersicht über Layoutsyntheseverfahren (Platzierung, globale Verdrahtung, lokale Verdrahtung, Nutzung von graphentheoretischen Modellen für die Layout-Optimierung). Dabei wird für dieses Anwendungsgebiet gezeigt, wie verschiedene Modellierungstechniken (z.B. der Graphentheorie) und Optimierungstechniken (wie ganzzahlige Programmierung und simulated annealing) eingesetzt werden.

Ziel der Veranstaltung ist es, Studierenden vertiefte Kenntnisse im Bereich des Entwurfs von mikroelektronischen Systemen zu vermitteln. Insbesondere sollen Studierende gemischte Hardware/Software-Systeme modellieren können und mögliche Wege von den Modellen zur Realisierung exemplarisch kennen lernen. Absolventen dieser Veranstaltung sollen mindestens in der Lage sein, im Team mit Entwicklern eingebetteter Hardware über Modelle zu kommunizieren und arbeiten zu können. Die Veranstaltung soll den Studierenden den Zugang zu Forschungsthemen erschließen.


Voraussetzungen

Ein vorheriger Besuch der Veranstaltung "Eingebettete Systeme" ist wünschenswert, aber nicht Voraussetzung.



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