Publikationen aus unserem Fachgebiet in der Hochschulbibliografie der TU Ilmenau

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Kirchhoff, Michael;
Realisierungsmethodik von applikationsspezifischen Softcore FPGA-Lösungen : in Abhänigkeit von algorithmischen Anforderungen im Einsatzgebiet eingebetteter Systeme. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2019. - 1 Online-Ressource (x, 215 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2019

Die vorliegende Dissertation befasst sich mit Prinzipien, Methodiken, Techniken und Realisierungen zur systematischen Entwicklung von komplexen eingebetteten Systemen unter Verwendung von Softcore Prozessoren. Die adressierte Aufgabendomäne ist vor allem die echtzeitkritische Daten- und Bildverarbeitung. Notwendig sind neue Lösungen aufgrund immer leistungsfähigerer eingebetteter Systeme, mit deren Hilfe Aufgabenfelder bedient werden können, die bisher mit diesen Systemen nicht umsetzbar waren. Aufbauend auf den Darstellungen bereits existierender Modelle und Verfahren, wie z. B. dem V-Modell oder dem Hardware-Software Co-Design, wird eine spezielle Realisierungsmethodik für applikationsspezifische Softcore FPGA-Lösungen in Abhängigkeit von algorithmischen Anforderungen in der Aufgabendomäne erarbeitet. In diesem Zusammenhang wird eine Softcore-Bibliothek mit an diese Domäne angepassten Eigenschaften konzipiert und umgesetzt. Das dabei verwendete modellbasierte Vorgehen ermöglicht durch eine hierarchische Beschreibung und Validierung eine zeit- und kosteneffiziente Entwicklung komplexer Systeme. Für jede Abstraktionsebene werden Modelle vorgestellt, die jeweils auf dieser alle notwendigen Anforderungen zur frühzeitigen Fehlererkennung und Fehlervermeidung sowie eine automatisierte Codegenerierung und Optimierungen sinnvoll umsetzen. Durch gezielte Festlegung einzuhaltender Kriterien und Entwicklungsschritte wird dabei in jeder Komponente der Toolchain eine bestmögliche Kombination von zeit- und kosteneffizienter Entwicklung mit der Sicherstellung der Einhaltung harter Echtzeiteigenschaften sowie einer Maximierung der Wiederverwendbarkeit, erreicht. Dabei spielt die Anpassbarkeit der eingebetteten Systeme mit Hilfe von partieller Rekonfiguration, mit der das dynamische Austauschen von Teilen des Softcores oder sogar ganzer Softcore Prozessoren zur Laufzeit ermöglicht wird, eine wichtige Rolle. Es erfolgen ein praktischer Nachweis der Funktionalität der erarbeiteten Modelle sowie ausführliche Experimente über die zeitlichen Anforderungen bei der partiellen Rekonfiguration von Softcore Prozessoren. Die praktischen Ergebnisse der Arbeit zeigen deutlich die Effizienz der Entwicklung von Lösungen mit der konzipierten und umgesetzten Toolchain sowie die Relevanz und Einsetzbarkeit der partiellen Rekonfiguration in diesem Gebiet.



https://www.db-thueringen.de/receive/dbt_mods_00045755
Kirchhoff, Michael; Wagner, Lothar; Däne, Bernd; Streitferdt, Detlef; Fengler, Wolfgang
Case study on design and evaluation of a multi-soft-core processor. - In: 2019 IEEE 10th Annual Information Technology, Electronics and Mobile Communication Conference (IEMCON), (2019), S. 589-594

https://doi.org/10.1109/IEMCON.2019.8936221
Kirchhoff, Michael; Wagner, Lothar; Fengler, Wolfgang
Compiler optimization on instruction scheduling for a specialized real-time floating point soft-core processor. - In: Advances in Electrical and Computer Engineering, ISSN 1844-7600, Bd. 19 (2019), 3, S. 57-68

https://doi.org/10.4316/AECE.2019.03007
Kirchhoff, Michael; Kerling, Philipp; Streitferdt, Detlef; Fengler, Wolfgang
A real-time capable dynamic partial reconfiguration system for an application-specific soft-core processor. - In: International journal of reconfigurable computing, ISSN 1687-7209, Volume 2019, article ID 4723838, 14 pages

https://doi.org/10.1155/2019/4723838
Weichenhain, Maxi; Fengler, Wolfgang; Streitferdt, Detlef
How to bring project management of embedded systems to an appropriate level of abstraction for a discrete event model. - In: 2019 IEEE 43rd Annual Computer Software and Applications Conference, (2019), S. 171-176

https://doi.org/10.1109/COMPSAC.2019.10202
Müller, Christian F.; Galaviz, Guillermo; Andrade, Ángel G.; Kaiser, Irina; Fengler, Wolfgang
Evaluation of scheduling algorithms for 5G mobile systems. - In: Computer Science and Engineering—Theory and Applications, (2018), S. 213-233

https://doi.org/10.1007/978-3-319-74060-7_12
Kirchhoff, Michael; Streitferdt, Detlef; Fengler, Wolfgang; Rozova, Elena
Increasing efficiency in data flow oriented model driven software development for softcore processors. - In: 2018 IEEE 42nd Annual Computer Software and Applications Conference, ISBN 978-1-5386-2666-5, (2018), S. 806-811

https://doi.org/10.1109/COMPSAC.2018.10343
Fengler, Wolfgang; Weichenhain, Maxi
Development of embedded systems - from a practical point of view. - In: Proceedings of the 8th International Conference on Advances in Computing, Control & Networking-ACCN, ISBN 978-1-63248-153-5, (2018), S. 30-34

The paper describes the development of embedded systems using a W process model as a model-based top-down design from function to structure, partitioning and implementation or realization. Early testing via simulation is an integral component. The development is integrated in the process management. All explained steps build on an example from precision weighing technology.



Stolze, Thomas;
Anwendungskriterien für Ein-Chip-Mikrocontroller/Embedded Controller. - Ilmenau : Verlag ISLE, 2018. - xx, 211 Seiten, Seite xviii
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2017

ISBN 978-3-938843-90-1

Die Entwicklung der Rechentechnik ermöglichte in den vergangenen Jahrzehnten eine fortschreitende Miniaturisierung und zugleich eine erhebliche Steigerung der Rechenleistung. Einhergehend mit technisch immer besser einsetzbaren Peripherien, größeren Speichern und sinkenden Kosten eröffneten sich vielfältige Möglichkeiten, diese Technologien etwa in Form von Mikrocontrollern in verschiedensten Lebensbereichen einzusetzen. Die fortschreitende Integration führte zu einer starken Diversifikation und großen Typenvielfalt von Rechnerarchitekturen. Es entstand ein Spannungsfeld, in dem Entwickler die Aufgabe haben, diese Vielfalt zu überschauen und die geeignetste Rechnerarchitektur für die gestellten Anforderungen zu wählen. Auf der einen Seite stehen dabei die große Komplexität sowie die eingeschränkten Hilfsmittel der Auswahl, auf der anderen Seite die Bedeutung einer optimalen Auswahl für die gesamte Entwicklung, einschließlich der entstehenden Kosten, der Entwicklungszeit, dem Erfolg am Markt und der Möglichkeit zukünftiger Erweiterungen. Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit den Anwendungskriterien von Ein-Chip-Mikrocontrollern und der Möglichkeit, den beschriebenen Auswahlprozess optimal zu unterstützen. Ausgehend von einer Abgrenzung der in dieser Arbeit thematisierten Mikrocontroller von anderen Rechnerarchitekturen werden in einem ersten Schritt qualitative Einflussgrößen auf Leistungsfähigkeit und Einsatzmöglichkeiten untersucht. Darauf aufbauend erfolgt eine Analyse quantitativer Bewertungsmöglichkeiten der Leistungsfähigkeit. Im Anschluss wird der Auswahlprozess im Rahmen der Anwendungs- bzw. Produktentwicklung näher betrachtet, um davon wesentliche Auswahlkriterien und Anforderungsbereiche abzuleiten. Das bestehende Spannungsfeld bezüglich der optimalen Auswahl einer Rechnerarchitektur wird hinsichtlich der zur Verfügung stehenden Unterstützungsmöglichkeiten untersucht und bewertet. Als Folge der dabei festgestellten Optimierungspotentiale wird ein Bewertungsmodell zur automatisierten und projektspezifischen Bewertung und Visualisierung von Rechnerarchitekturen entwickelt. Dessen Funktion wird durch die softwaretechnische Umsetzung und Anwendung auf ein spezifisches Auswahlproblem eines Inspektionsroboters nachgewiesen.



Richter, Johannes; Streitferdt, Detlef; Rozova, Elena; Kirchhoff, Michael
Improving the optical inspection of through hole resistors with additional spectral illuminations. - In: 2017 8th IEEE Annual Information, Technology, Electronics and Mobile Communication Conference (IEMCON), ISBN 978-1-5386-3371-7, (2017), S. 273-277

Through hole technology is still playing an important role in the manufacturing of electronics. Thus, there is the need for reliable and contemporary automatic optical inspection of such components. The resistor as one of the most common parts challenges the optical inspection with its colored rings encoding its resistance value. The current approach to inspecting these components is discussed and its drawbacks are shown. A new approach is presented using the comprehensive illumination options available to modern automatic optical inspection machines. To test the new method a dataset of real inspection data was collected. The applicability of the new approach is shown by training a neural classifier with the data and comparing it to the formerly used method.



https://doi.org/10.1109/IEMCON.2017.8117218