Technische Universität Ilmenau

Eingebettete Computerarchitekturen - Modultafeln der TU Ilmenau

Die Modultafeln sind ein Informationsangebot zu den Studiengängen der TU Ilmenau.

Die rechtsverbindlichen Studienpläne entnehmen Sie bitte den jeweiligen Studien- und Prüfungsordnungen (Anlage Studienplan).

Alle Angaben zu geplanten Lehrveranstaltungen finden Sie im elektronischen Vorlesungsverzeichnis.

Informationen und Handreichungen zur Pflege von Modulbeschreibungen durch die Modulverantwortlichen finden Sie unter Modulpflege.

Hinweise zu fehlenden oder fehlerhaften Modulbeschreibungen senden Sie bitte direkt an modulkatalog@tu-ilmenau.de.

Modulinformationen zu Eingebettete Computerarchitekturen im Studiengang Master Informatik 2013
Modulnummer200140
Prüfungsnummer2200835
FakultätFakultät für Informatik und Automatisierung
Fachgebietsnummer 2231 (Rechnerarchitektur und eingebettete Systeme)
Modulverantwortliche(r)Prof. Daniel Ziener
TurnusSommersemester
SpracheDeutsch
Leistungspunkte5
Präsenzstudium (h)22
Selbststudium (h)128
VerpflichtungWahlmodul
Abschlussalternative Prüfungsleistung
Details zum Abschluss

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.

Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SLDie Anmeldung zur alternativen semesterbegleitenden Abschlussleistung erfolgt über das Prüfungsverwaltungssystem (thoska) außerhalb des zentralen Prüfungsanmeldezeitraumes. Die früheste Anmeldung ist generell ca. 2-3 Wochen nach Semesterbeginn möglich. Der späteste Zeitpunkt für die An- oder Abmeldung von dieser konkreten Abschlussleistung ist festgelegt auf den (falls keine Angabe, erscheint dies in Kürze):
  • Anmeldebeginn: 01.10.2021
  • Anmeldeschluss: 12.11.2021
  • Rücktrittsfrist:
  • letzte Änderung der Fristen: 26.10.2021
max. Teilnehmerzahl
Vorkenntnisse

Technische Informatik, Rechnerarchitektur 1+2

Lernergebnisse und erworbene Kompetenzen

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.

Inhalt

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

Medienformen

Folien, Anschriebe, Programmierbeispiele, Aufgabenausarbeitungen & Beispiellösungen

 

Link zum Moodle-Kurs:

https://moodle2.tu-ilmenau.de/course/view.php?id=3527

 

alternative Durchführung mittels Online-Meeting möglich

 

Literatur

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

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