Optimierung und Synthese Eingebetteter Systeme (ES1)

Ein Eingebettetes System ist ein elektronisches Computersystem, das in ein umgebenes System eingebettet ist, z.B. ein Fahrerassistenzsystem im Auto oder die Regelung einer Stellgröße (Kühlschranktemperatur, Druck in einem Kraftwerk, Motor eines Roboters etc.). Die kostengünstige und fehlerfreie Entwicklung Eingebetteter Systeme stellt eine nicht zu unterschätzende Herausforderung dar, welche einen immer stärkeren Einfluss auf die Wertschöpfung des Gesamtsystems hat. Besonders in Europa hat der Entwurf Eingebetteter Systeme in vielen Wirtschaftszweigen, wie etwa dem Automobilbereich oder der Automatisierung, eine wichtige wirtschaftliche Rolle, so dass sich eine Reihe von namhaften Firmen damit beschäftigt.
 

Die Vorlesung befasst sich umfassend mit allen Aspekten der Entwicklung Eingebetteter Systeme auf Hardware-, Software- und Systemebene. Dazu gehören vielfältige Bereiche wie Modellierung, Optimierung und Synthese der Eingebetteten Systeme. Neben einem Überblick über all diese relevanten Aspekte und Möglichkeiten liegt ein Schwerpunkt auf den verschiedenen Syntheseschritten, mit denen aus einer Beschreibungssprache (z.B. VHDL oder C) automatisch Hardwareschaltungen generiert und optimiert werden. Ein anderer Schwerpunkt liegt in der Vorstellung der verschiedenen möglichen Zieltechnologien, mit denen ein Entwurf letztendlich realisiert werden kann. Das reicht von selbst entwickelten Chips (z.B. ASICs) über FPGAs, bis hin zu Mikrocontrollern für die Software Komponenten.
 

Prüfungen:

Prüfungsnummer: 7500085

Für Prüfungstermine bitte das Formular auf unserer Homepage ausfüllen
 

Nachweis: Die Erfolgskontrolle erfolgt in Form einer mündlichen Prüfung im Umfang von i.d.R. 25-30 Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO.
 

Lehrinhalt:
1. Einführung
2. Übersicht Systementwurf
3. Hardwarebeschreibung und Simulation
4. High-Level Synthese
5. Logik-Synthese
6. Zieltechnologien
7. Layout-Synthese
8. Field Programmable Gate Arrays (FPGAs)
9. Mikrocontroller und DSPs
 

Arbeitsaufwand: 90 Std.
 

Zielgruppe: Masterstudierende oder Bachelorstudierende im Mastervorzug (Grundlagen aus Digitaltechnik (TI-1) werden als bekannt vorausgesetzt)
 

Lernziele: Die Studierenden können Eingebettete Systeme entwickeln und kennen die besonderen Randbedingungen des Entwurfs. Sie wissen, wie man mithilfe von Hardwarebeschreibungssprachen eigene Hardware spezifiziert, synthetisiert und optimiert. Sie kennen die möglichen Zieltechnologien für die Hardware- und Softwareteile des Entwurfs, mit ihren jeweiligen Vor- und Nachteilen.