VU Computerarchitektur und Embedded Systems

Prüfungsinformationen

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

Lernaufwand

Beschreibung

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.

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.

Integration Validation und Verification: Property Specification, Coverage Analysis, Regression Testing.

SystemC Extensions: Erweiterungen zu SystemC.

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, transaction level modeling using SystemC TLM extensions.

Lab 2: SystemC AMS mixed-signal Erweiterung

  • LVA-Nummer: 384.089
  • ECTS: 6.0
  • Stunden: 4

Module

Vortragende

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