384.089 Computerarchitektur und Embedded Systems
Diese Lehrveranstaltung ist in allen zugeordneten Curricula Teil der STEOP.
Diese Lehrveranstaltung ist in mindestens einem zugeordneten Curriculum Teil der STEOP.

2015S, VU, 4.0h, 6.0EC

Merkmale

  • Semesterwochenstunden: 4.0
  • ECTS: 6.0
  • Typ: VU Vorlesung mit Übung

Ziele der Lehrveranstaltung

Embedded Systems sind Computer, die fester Bestandteil eines Geräts sind. Im Unterschied zu Universalrechner (z.B. PC) wird die Architektur von Eingebetteten Systemen ausschließlich für diesen einen Einsatzzweck hin optimiert. Eingebettete Systeme werden durch (ggf. mehrere) Mikroprozessoren, Software und Anwendungsspezifische Schaltungen realisiert. Die Optimierung der Architektur erfordert eine sorgfältige Abschätzung von Kosten, Performance und Leistungsaufnahme unterschiedlicher Varianten. Schwerpunkte sind die Aspekte der Synchronisation in "Multiprozessor-System-On Chip" und die Heterogenität in "Cyber-Physical Systems". Die Vorlesung vermittelt die nötigen Grundlagen, um aktuelle Probleme, Lösungen und Entwicklungen zu verstehen und eigenständig weiter zu entwickeln. Im Rahmen des Labors wird examplarisch SystemC als ein "Ecosystem" zur Entwicklung Eingebetteter Systeme vertieft.

Inhalt der Lehrveranstaltung

Vorlesung:

Organisation, Termine, Literatur.

Embedded Systems: Definition, Abstraktionsebenen, Entwurfsraum, Eigenschaftsraum, Herausforderungen, Entwurfsmethodik.

Spezifikation: Model of Computation, Discrete Event, Kahn Prozess Netze, Synchroner Datenfluss, Zeitbehafteter Datenfluss, StateCharts.

Plattformen und Architekturen: Mapping auf Prozessoren, Kommunikation/Synchronisation, Koprocessor, Accellerator, (Multiprocessor-)SoC, NoC.

Architecture Exploration: Performance/Power/Cost Estimation, Systemsimulation, mixed-level Simulation, Transaction Level Modellierung, ereignisdiskrete Simulation.

Diskrete Schaltungsbeschreibungssprache SystemC sowie deren kontinuierliche Erweiterung SystemC AMS.

Labor: Im Labor wird SystemC und ggf. darum nötige Infrastruktur (Eclipse, VCD Viewer, TLM und AMS extensions) verwendet. Alle Werkzeuge sind "Open Source".

Introduction: SystemC Installation, Basics.

Lab 1: - Executable specification, simulation of KPN using SystemC.

             - Modeling OS using SystemC: Channel/interface, semaphore, signal, FIFO.

             - Modeling HW/SW interface

Lab 2: SystemC AMS mixed-signal Erweiterung

Weitere Informationen

Die reguläre Abhaltung der Lehrveranstaltung ist im Sommersemester. Die Vorlesung wird in deutscher Sprache gehalten; Folien sind auf Englisch.

Die Vorlesung verlangt eine positive Absolvierung der Laborübung, wobei aus Betreuungsgründen die Anzahl der Laborplätze auf 24 (12 Gruppen zu 2 Studierende) begrenzt ist. Studierende des Masters "Computertechnik" werden bevorzugt behandelt.

Vortragende

  • Schupfer, Florian
  • Rathmair, MichaelBTA Winner Logo

Institut

LVA Termine

TagZeitDatumOrtBeschreibung
Di.11:00 - 13:0003.03.2015Seminarraum 384 Vorbesprechung/Introduction
Di.11:00 - 13:0010.03.2015Seminarraum 384 Specification
Di.11:00 - 13:0017.03.2015Seminarraum 124 Platforms
Di.11:00 - 13:0024.03.2015Seminarraum 124 Architecture Exploration
Di.11:00 - 13:0014.04.2015Seminarraum 384 SystemC Basics
Di.11:00 - 13:0021.04.2015Seminarraum 384 SystemC Debugging
Di.11:00 - 13:0028.04.2015Seminarraum 384 SystemC: TLM
Di.11:00 - 13:0005.05.2015Seminarraum 384 SystemC Extensions
Fr.08:00 - 17:0022.05.2015 Rechnerraum ICT/CA208Lab 1
Do.08:00 - 17:0028.05.2015 Rechnerraum ICT/CA208Lab 2

Leistungsnachweis

Schriftliche Prüfung und Laborübung. Positiv absolvierte Laborübung berechtigt zur Teilnahme an der Vorlesungsprüfung. 

LVA-Anmeldung

Die Anmeldung erfolgt über Gruppen-Anmeldung.

Gruppen-Anmeldung

GruppeAnmeldung VonBis
ES_Labor 103.03.2015 08:0017.03.2015 07:00
ES_Labor 203.03.2015 08:0017.03.2015 07:00
ES_Labor 303.03.2015 08:0017.03.2015 07:00
ES_Labor 403.03.2015 08:0017.03.2015 07:00
ES_Labor 503.03.2015 08:0017.03.2015 07:00
ES_Labor 603.03.2015 08:0017.03.2015 07:00
ES_Labor 703.03.2015 08:0017.03.2015 07:00
ES_Labor 803.03.2015 08:0017.03.2015 07:00
ES_Labor 903.03.2015 08:0017.03.2015 07:00
ES_Labor 1003.03.2015 08:0017.03.2015 07:00
ES_Labor 1103.03.2015 08:0017.03.2015 07:00
ES_Labor 1203.03.2015 08:0017.03.2015 07:00

Curricula

StudienkennzahlSemesterAnm.Bed.Info
066 438 Computertechnik 2. Semester

Literatur

Vortragsunterlagen werden auf der TISS Webseite zur Verfügung gestellt:Einige Links: - http://de.wikipedia.org/wiki/SystemC (Was ist SystemC?) - http://www.accellera.org/home/ (Download -- ist freie Software!) Specification and Design of Embedded Systems (Gajski et al.) Prentice Hall Embedded Systems (Peter Marwedel) Springer, Berlin; ISBN: 978-0387292373 Digitale Hardware/Software-Systeme. Synthese und Optimierung (Jürgen Teich) Springer, Berlin; ISBN: 978-3540624332

Vorkenntnisse

Kennisse in C/C++ sind für den Laborteil erforderlich!

Sprache

Deutsch