Entwurf und Synthese Eingebetteter Systeme

Lecturer	Oliver Bringmann HeadOliver Bringmann
Lecture	Mittwoch, 10 c.t. - 12 Uhr Hörsaal A104
Instructor	Patrick Schmid ResearcherPatrick Schmid
Tutorial	TBA
Amount	Vorlesung + Übungen (6LP)
Course ID	INF4312
Entry in course catalog	Alma
Learning Platform	Ilias

Beschreibung

Eingebettete Systeme haben im letzten Jahrzehnt die Veränderungen in der Daten-, Kommunikations- und Automobiltechnik stark geprägt und sind zu einem festen Bestandteil des täglichen Lebens geworden. In diesem Modul werden die spezifischen Hardware-Aspekte von Eingebetteten Systemen behandelt. Themen sind: IC-Technologien für Eingebettete Systeme, Hardware-Entwurfsmethoden, Modellierungskonzepte und Simulationsmethoden mit Hardwarebeschreibungssprachen. Ferner werden die Kommunikation zwischen Prozessen und Modulen innerhalb eines Chips behandelt, verschiedene Synchronisationsarten aufgezeigt sowie On-Chip-Bussysteme aus der Praxis vorgestellt. Ein Schwerpunkt bildet die automatisierte Schaltungssynthese aus Hardware- und Systembeschreibungssprachen (VHDL, Verilog und SystemC) bzw. Software-Programmiersprachen (C/C++). Zunächst werden die Register-Transfer-Synthese, die Logiksynthese und die Technologieabbildung thematisiert. Anschließend werden die Konzepte der Architektursynthese (High-Level-Synthese) mit den grundlegenden Algorithmen zur taktzyklengenauen Ablaufplanung und Ressourcen-Bindung vorgestellt. Mit Hilfe von Hardwarebeschreibungssprachen wie VHDL und Verilog werden Methoden zur Modellierung und Simulation Eingebetteter Systeme vermittelt, die durch eigenständige Arbeit in den Übungen entsprechend angewandt und vertieft werden.

Themen dieser Vorlesung sind:

1. Entwurfsmethoden von Eingebetteten Systemen
2. Die Hardwarebeschreibungssprache VHDL
3. Kommunikation und Busse
4. Register-Transfer-Synthese
5. High-Level-Synthese

Bemerkung

Diese Masterveranstaltung eignet sich auch sehr gut als Wahlpflichtveranstaltung im Bereich Technische Informatik in den Bachelor-Studiengängen.

Literatur

• O. Bringmann, W. Lange, M. Bogdan: Eingebettete Systeme: Entwurf, Synthese und Edge AI, De Gruyter Oldenbourg, 4. überarbeitete Auflage, 2022.
• J. Teich, C. Haubelt: Digitale Hardware/Software-Systeme: Synthese und Optimierung; Springer 2007.
• G. De Micheli: Synthesis and Optimization of Digital Circuits. McGraw-Hill, 1994.