Embedded Computer Architektur - Interactive curriculae of TU Ilmenau

Technische Informatik, Rechnerarchitektur 1+2

Fachkompetenz:
Der Student wird nach Abschluss dieses Moduls in der Lage sein, bereits gelernte Prinzipien der Rechnerarchitekturen sowie der parallelen Bearbeitung von Problemen gezielt im Bereich der rekonfigurierbaren Hardware anzuwenden.
Sie verstehen in erster Linie die theoretischen Methoden, und können diese auch praktisch umsetzen. Sie können rekonfigurierbare Architekturelemente in einer Hardwarebeschreibungssprache (VHDL) entwerfen.  
Sie beherrschen die Anwendung modellbasierter Entwurfsverfahren für den Entwurf rekonfigurierbarer Systeme. Im Ergebnis der praktischen Ausarbeitungen sind sie zu einem konkreten Entwurf praktisch relevanter Beispielsysteme befähigt.

Systemkompetenz: Die Studierenden verstehen das Zusammenwirken der Architekturelemente rekonfigurierbarer Systeme im Zusammenhang mit deren weiteren Elementen und mit dem Verhalten des einbettenden Systems. Sie begreifen die fundamentale Bedeutung durchgängiger Entwurfsverfahren und sind mit den dazugehörigen Vorgehensmodellen vertraut. Sozialkompetenz: Die Studierenden sind in der Lage, grundlegende Problemstellungen bei Planung und  Entwurf rekonfigurierbarer Systeme allein und in der Gruppe zu lösen. Die Studierenden können praktische Problemlösungen gemeinsam im Kontext der praktischen Ausarbeitungen diskutieren und können Kritik und Anmerkungn würdigen. Zusätzlich sind durch die Notwendigkeit der frequentierten Lösung kleinerer Teilaufgaben die Selbstkompetenzen zum kontinuierlichen Arbeiten gestärkt.

Einführung und Begriffsbestimmung "Eingebettetes System" und "Rekonfigurierbares System"
Architekturen:
- Mikrocontroller, DSP, GPU
- Rekonfigurierbare Systeme, VHDL
- System-on-Chip und System-on-Programmable-Chip
Entwurf und Implementierung:
- Begriffsklärungen zum Entwurf
- modellbasierter Entwurf
- Design Flow
- HW/SW-Co-Design
- Logiksynthese
- Partitionierung und Platzierung
- Test- und Inbetriebnahmeverfahren

Folien, Anschriebe, Programmierbeispiele, Aufgabenausarbeitungen & Beispiellösungen

Link zum Moodle-Kurs:

https://moodle2.tu-ilmenau.de/course/view.php?id=4081

Technische Anforderungen bei alternativen Lehrleistungen in elektronischer Form:
Internetzugang, Mikrofon+Lautsprecher oder Headset, Webex Meeting 

Peter Marwedel, Embedded System Design: Embedded Systems Foundations of Cyber-Physical Systems, and the Internet of Things. Jürgen Teich, Christian Haubelt, Digitale Hardware/Software-Systeme: Synthese und Optimierung. M. Wolf, Computers as Components: Principles of Embedded Computing System Design. Andre Dehon: Reconfigurable Architectures for General- Purpose Computing K. Compton, S. Hauck: Configurable Computing: A Survey of Systems and Software Dirk Koch: Partial Reconfiguration on FPGAs

Die semesterbegleitende Prüfung besteht aus zwei separierten Aufgabenteilen:
Teil 1 dem Lösen einer gegebenen praktischen Aufgabenstellung.  Hierbei sollen die Studenten ein mathematisches Problem auf einem Mikrocontroller praktisch umsetzen.
Die Aufgabe besteht dabei in der Umsetzung von softwareseitigen Optimierungen für das gegebene Problem, sowie die anschließende fehlerfreie Umsetzung dieser. Die Ergebnisse sollen in einem kurzen Report dokumentiert werden. Dieser bildet die Grundlage für die Bewertung dieser Teilleistung. Teil 2 baut thematisch auf Teil 1 auf. Hier sollen die Studenten das gleiche mathematische Problem auf einer Hardware ihrer Wahl umsetzen (z.B. FPGA, GPU). Dabei sollen vor allem die Möglichkeiten zur Optimierung der gewählten HW-Plattform verwendet werden. Im Anschluss soll die erzielte Lösung mit dem Ergebnis aus Teil 1 verglichen werden. Sowohl die erzielten praktischen Ergebnisse aus Teil 2, als auch der Vergleich sollen im Anschluss in einem weiteren Report dargestellt werden. Im Abschluss wird es eine kurze Präsentation der Ergebnisse geben. Grundlage für die Bewertung der zweiten Teilleistung sind sowohl der zweite Report, als auch der Vortrag.

Dr. Michael Kirchhoff

Dieses Modul wird nicht mehr angeboten.

Dieses Modul enthält mindestens eine alternative semesterbegleitende Abschlussleistung. Bitte beachten Sie, dass diese in der Regel schon zu Beginn des Semesters, in dem diese angeboten wird, angemeldet werden muss.
Über die Details und Zeiträume dazu werden Sie vom Lehrenden und/oder dem Prüfungsamt informiert. Fragen Sie gegebenenfalls unbedingt beim Lehrenden nach.

This module contains at least one alternative exam part. Please note that this must usually be registered at the beginning of the semester in which it is offered.
The lecturer and/or the examination office will inform you about the details and time periods. If necessary, be sure to ask the lecturer.

Die semesterbegleitende Prüfung besteht aus zwei separierten Aufgabenteilen:
Teil 1 dem Lösen einer gegebenen praktischen Aufgabenstellung.  Hierbei sollen die Studenten ein mathematisches Problem auf einem Mikrocontroller praktisch umsetzen.
Die Aufgabe besteht dabei in der Umsetzung von softwareseitigen Optimierungen für das gegebene Problem, sowie die anschließende fehlerfreie Umsetzung dieser. Die Ergebnisse sollen in einem kurzen Report dokumentiert werden. Dieser bildet die Grundlage für die Bewertung dieser Teilleistung. Teil 2 baut thematisch auf Teil 1 auf. Hier sollen die Studenten das gleiche mathematische Problem auf einer Hardware ihrer Wahl umsetzen (z.B. FPGA, GPU). Dabei sollen vor allem die Möglichkeiten zur Optimierung der gewählten HW-Plattform verwendet werden. Im Anschluss soll die erzielte Lösung mit dem Ergebnis aus Teil 1 verglichen werden. Sowohl die erzielten praktischen Ergebnisse aus Teil 2, als auch der Vergleich sollen im Anschluss in einem weiteren Report dargestellt werden. Im Abschluss wird es eine kurze Präsentation der Ergebnisse geben. Grundlage für die Bewertung der zweiten Teilleistung sind sowohl der zweite Report, als auch der Vortrag.

Dieses Modul enthält mindestens eine alternative semesterbegleitende Abschlussleistung. Bitte beachten Sie, dass diese in der Regel schon zu Beginn des Semesters, in dem diese angeboten wird, angemeldet werden muss.
Über die Details und Zeiträume dazu werden Sie vom Lehrenden und/oder dem Prüfungsamt informiert. Fragen Sie gegebenenfalls unbedingt beim Lehrenden nach.

This module contains at least one alternative exam part. Please note that this must usually be registered at the beginning of the semester in which it is offered.
The lecturer and/or the examination office will inform you about the details and time periods. If necessary, be sure to ask the lecturer.