Hardware-Software-Co-Design mit erweiterter Übung (HSCD-VEU)7.5 ECTS
(englische Bezeichnung: Hardware-Software-Co-Design with Extended Exercises)
(Prüfungsordnungsmodul: Vertiefungsmodul Hardware-Software-Co-Design)

Lehrveranstaltungen:

• • Hardware-Software-Co-Design
    (Vorlesung, 2 SWS, Jürgen Teich, Mo, 10:15 - 11:45, 0.154-115)
  • Übungen zu Hardware-Software-Co-Design
    (Übung, 2 SWS, Sascha Roloff)
  • Erweiterte Übungen zu Hardware-Software-Co-Design
    (Übung, 2 SWS, Rafael Rosales)

Inhalt:

1.Überblick und Vergleich von Architekturen und Komponenten in Hardware/Software-Systemen.
2.Aufbau eines Compilers und Codeoptimierungsverfahren für Hardware und Software
3.Hardware/Software-Partitionierung (Partitionierung komplexer Systeme, Schätzungsverfahren, Performanzanalyse, Codegenerierung)
4.Interfacesynthese (Kommunikationsarten, Synchronisation, Synthese)
5.Verifikation und Cosimulation
6.Tafelübungen
7.Demonstrationen mit rechnergestützten Entwurfswerkzeugen und praktische Übungen

Lernziele und Kompetenzen:

Zahlreiche Realisierungen eingebetteter Systeme (z.B. Mobiltelephone, Faxgeräte, Industriesteuerungen) zeichnen sich durch kooperierende Hardware- und Softwarekomponenten aus. Die Popularität solcher Realisierungsformen lässt sich begründen durch 1) die steigende Vielfalt und Komplexität heterogener Systeme, 2) die Notwendigkeit, Entwurfs- und Testkosten zu senken und 3) Fortschritte in Schlüsseltechnologien (Mikroelektronik, formale Entwurfsmethoden). Zum Beispiel bieten Halbleiterhersteller kostengünstige ASICs an, die einen Mikrocontroller und benutzerspezifische Peripherie und Datenpfade auf einem Chip integrieren.

Die Synthese solcher Systeme wirft jedoch eine Reihe neuartiger Entwurfsprobleme auf, insbesondere 1) die Frage der Auswahl von Hardware- und Softwarekomponenten, 2) die Partitionierung einer Spezifikation in Hard- und Software, 3) die automatische Synthese von Interface- und Kommunikationsstrukturen und 4) die Verifikation und Cosimulation.

Fachkompetenz

Wissen

• Die Studierenden erhalten Einblick in ein aktuelles Forschungsgebiet.

Verstehen

• Die Studierenden verstehen Grundlagen des modernen Systementwurfs.

• Die Studierenden erklären Implementierungsalternativen für digitale Hardware/Software-Systeme.

Anwenden

• Die Studierenden wenden grundlegende Algorithmen an, zur Analyse und Optimierung von Hardware/Software-Systemen.

Sozialkompetenz

• Die Studierenden benutzen aktuelle Entwurfswerkzeuge für die Spezifikation, Optimierung und Prototypisierung von Hardware/Software-Systemen bei der kooperativen Bearbeitung der erweiterten Übung in Gruppen.

Literatur:

Teich, J.; Haubelt, C.: Digitale Hardware/Software-Systeme: Synthese und Optimierung; Springer, Berlin; Auflage: 2. erw. Aufl. (2. März 2007)
Teich, J.: Hardware/Software-Architekturen. Ergänzendes Skriptum zur Vorlesung.
Gajski, D.: Specification and Design of Embedded Systems. Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1994.

Bemerkung:

auch für Computational Engineering

Organisatorisches:

Die Auswahl dieses Moduls schließt die Auswahl des Moduls „Hardware-Software-Co-Design (HSCD-VU)“ aus.

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Mathematik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2015w | Bachelorprüfung | Nebenfach Informatik | Vertiefungsmodule | Vertiefungsmodul Hardware-Software-Co-Design)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Hardware-Software-Co-Design (Vorlesung mit erweiterter Übung) (Prüfungsnummer: 292952)

Prüfungsleistung, mehrteilige Prüfung, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

weitere Erläuterungen:
Klausur (Dauer: 90 min) + erfolgreiche Teilnahme an den erweiterten Übungen (verpflichtend) + erfolgreiche Bearbeitung aller Übungsaufgaben (verpflichtend). Die Modulnote ergibt sich aus der Klausurnote.

Erstablegung: SS 2015, 1. Wdh.: WS 2015/2016

1. Prüfer:

Jürgen Teich