Zur Seitennavigation oder mit Tastenkombination für den accesskey-Taste und Taste 1 
Zum Seiteninhalt oder mit Tastenkombination für den accesskey und Taste 2 

Foto: Matthias Friel

System on Chip Architekturen - Einzelansicht

Veranstaltungsart Vorlesung/Übung Veranstaltungsnummer 551921
SWS Semester SoSe 2023
Einrichtung Institut für Informatik und Computational Science   Sprache deutsch
Belegungsfristen 03.04.2023 - 10.05.2023

Belegung über PULS
03.04.2023 - 10.05.2023

Belegung über PULS
Gruppe 1:
     jetzt belegen / abmelden
    Tag Zeit Rhythmus Dauer Raum Lehrperson Ausfall-/Ausweichtermine Max. Teilnehmer/-innen
Einzeltermine anzeigen
Vorlesung Di 12:00 bis 14:00 wöchentlich 18.04.2023 bis 25.07.2023  3.06.H01 Prof. Dr.-Ing. Stabernack  
Einzeltermine anzeigen
Übung Di 16:00 bis 18:00 wöchentlich 18.04.2023 bis 25.07.2023  N.N. Kreowsky  
  Bemerkung: Raum 2.70.0.18
Kommentar

Vorlesung

Die Vorlesung vermittelt den Studierenden einen Überblick über den Aufbau, die Architekturen und die Implementierung von sog. System on Chip (SoC) Designs.

Dabei werden die einzelnen Bestandteile - wie z.B. Prozessoren, Speicherkomponenten, Co-Prozessoren und Bussysteme - im Detail dargestellt.

Diese Darstellung wird ergänzt um die Erläuterung von Schnittstellen mit denen SoCs in ein sog. eingebettetes System typischerweise eingebunden sind. Bespiele hierfür sind USB, Ethernet I2C, SPI, etc.

Es werden Design Methodiken dargestellt, wie auch die funktionalen und nicht-funktionalen Parameter erläutert anhand derer entsprechende Architekturen applikationsspezifisch ausgelegt werden.

Im Rahmen des letzten Teils der VL sollen Fallbeispiele dargestellt und diskutiert werden.

Projektlabor

Begleitet wird die Veranstaltung von einem Projektlabor.

Hier können die Studierenden erlernen, entsprechende Design Methodiken praktisch anzuwenden.

Dies erfolgt auf der Basis der Hardwarebeschreibungssprache VHDL inkl. entsprechender Designtools, die im Projektlabor eingesetzt werden, um entsprechende Hardwarestrukturen auf einem FPGA umzusetzen und sofort testen zu können.

Hierfür steht eine entsprechend komfortable Hardware (FPGA Evaluation Board mit Kamera IO) den Teilnehmenden zur Verfügung.

Durch die vermittelten Grundlagen werden die Teilnehmenden in die Lage versetzt, im Laufe des Semesters ein eigenes, frei definiertes Projektziel umzusetzen.

Beispiele hierfür sind Anwendungen der Video- oder Audiosignalverarbeitung, einfache Videospiele, Komponenten des maschinellen Lernens (Umsetzungen neuronaler Netze) und ähnl. Projekte.

Die Lehrveranstaltung richtet sich an Studierende, die einen tiefen Einblick in den Hardwaredesignprozess sog. System on Chip Architekturen erlangen wollen und konzentriert sich daher ausschließlich auf Hardware-orientierte Themen.

 

Literatur
  • The Designer's Guide to VHDL (Volume 3) (Systems on Silicon, Volume 3) - Peter J. Ashenden
Voraussetzungen

Die Veranstaltungen des Studiums zu Grundlagen der Informatik sollten erfolgreich belegt worden sein.

Leistungsnachweis

Der Leistungsnachweis setzt sich aus einem Beitrag zur Abschlusspräsentation des Gruppenergebnis und einer individuellen Ausarbeitung der im Rahmen des Projektes erbrachten Einzelleistung zusammen, die zu einer Gesamtnote verrechnet werden.

Lerninhalte

Im Rahmen der Vorlesung sollen folgende Fragenstellungen beantwortet werden:

  • Was ist ein System on Chip ?
  • Aus welchen Einzelkomponenten bestehen SoCs ?
  • Wie funktioniert Computerarithmetik auf einem Chip ?
  • Wie funktionieren Speicherkomponenten ?
  • Welche Verbindungsstrukturen gibt es in einem SoC, um Komponenten miteinander kommunizieren zu lassen?
  • Wie entwirft man SoCs ?

Das Projektlabor / Übung widmet sich folgenden Fragestellungen:

  • Was ist ein FPGA
  • Wie entwirft man Hardwarekomponenten unter Einsatz der Hardwarebeschriebungssprache VHDL
  • Wie simuliert man ein HW Design
  • Wie testet und validiert man ein Design auf einem FPGA

 

 

Zielgruppe

Studierende, die einen Einblick in den Entwurfsprozess von Hardwarekomponenten anhand praktischer Aufgaben erhalten wollen.


Strukturbaum
Keine Einordnung ins Vorlesungsverzeichnis vorhanden. Veranstaltung ist aus dem Semester SoSe 2023 , Aktuelles Semester: SoSe 2024