Lehrveranstaltungshandbuch SOP
Systems on Programmable Chips
PDF Lehrveranstaltungsverzeichnis English Version: SOP
Version: 1 | Letzte Änderung: 02.08.2019 14:22 | Entwurf: 0 | Status: vom verantwortlichen Dozent freigegeben
| Langname | Systems on Programmable Chips |
|---|---|
| Anerkennende LModule | SOP_BaTIN |
| Verantwortlich |
Prof. Dr. Tobias Krawutschke
Professor Fakultät IME |
| Gültig ab | Sommersemester 2022 |
| Niveau | Bachelor |
| Semester im Jahr | Sommersemester |
| Dauer | Semester |
| Stunden im Selbststudium | 78 |
| ECTS | 5 |
| Dozenten |
Prof. Dr. Tobias Krawutschke
Professor Fakultät IME |
| Voraussetzungen | Grundwissen Digitalrechner * Beschreibungsformen Digitaltechnik (Boole'sche Algebra, Automaten) * Grundkenntnisse digitale Technologie inkl. HDL (Hardware description language) Grundwissen Programmierung * Hardwarenahe Programmiersprache C * Programmiererfahrung * Kenntnisse und Anwendungserfahrung von Konzepten für reaktiver Programmierung, insb. Interrupts Grundwissen Signalverarbeitung, insb. Diskrete Filterung mit FIR-Filter |
| Unterrichtssprache | deutsch, englisch bei Bedarf |
| separate Abschlussprüfung | Ja |
Literatur
| Hamblen, Furman: Rapid Prototyping of Digital Systems, Kluwer Academic Publishing |
| Wakerly: Digital Design: Principles and Practices, Prentice Hall |
| D. Gajski: Embedded System Design, Springer Verlag New York |
| U. Meyer-Baese: Digital Signal Processing with Field Programmable Gate Arrays |
Abschlussprüfung
| Details |
Vorbereitungsteil: Analyse einer typischen Aufgabenstellung für den Einsatz von SoPC-Systemen, Entwurf einer Lösung (Prüfling allein unter Klausurbedingungen) Diskussionsteil: Diskussion der Lösung, Ausführung von ausgewählten Teilen (unter Beobachtung durch Prüfer) |
|---|---|
| Mindeststandard | Finden wichtiger Systemkomponenten und Zuordnung zu Hard- und Software Fähigkeit zur Implementation ausgewählter Komponenten in Hard- und Software |
| Prüfungstyp | mündliche Prüfung, strukturierte Befragung |
Lernziele
| Zieltyp | Beschreibung |
|---|---|
| Kenntnisse | 1) Digitaltechnische Systeme beschreiben (modellieren) mittels Boole'scher Algebra Schaltplan aus existierenden Bausteinen Endlichen Automaten (Zustands-Übergangs-Diagramme) Erweiterte Automaten und Statecharts Kontrollfluss-Datenflusssysteme VHDL 2) Digitale Technologie Typische Schaltungen (CMOS) in ihrem Verhalten verstehen und beschreiben Laufzeiteffekte in Schaltnetzen verstehen, beschreiben und klassifizieren Aufbau und Funktionsweise programmierbarer Bausteine verstehen und beschreiben 3) SoC/SoPC-Systeme Systemaufbau IO-Zugriffe über maschinennahe Programmierung Interrupts und Alarme Programmierung Automatensteuerung/CFDF-System Regeln für Hardware/Softwareaufteilung Design der Kopplung von HW/SW-Komponenten |
Aufwand Präsenzlehre
| Typ | Präsenzzeit (h/Wo.) |
|---|---|
| Vorlesung | 2 |
| Übungen (ganzer Kurs) | 1 |
| Übungen (geteilter Kurs) | 0 |
| Tutorium (freiwillig) | 2 |
Besondere Voraussetzungen
| keine |
| Begleitmaterial |
Vortragsfolien Übungsaufgaben mit Musterlösungen Tutorials (viele Übungen am Rechner) Beispielmodelle und -programme |
|---|---|
| Separate Prüfung | Nein |
Lernziele
| Zieltyp | Beschreibung |
|---|---|
| Fertigkeiten | Erwerb von Kompetenzen in der Analyse, Modellierung und Umsetzung des Hardware-Teils eines audioverarbeitenden Systems: 1) Analyse der Schnittstelle zum vorgegebenen CoDec und Erstellung einer Kopier-Hardware zum Einlesen und Ausgeben der Samples 2) Aufbau eines FIR Filters für die Samples 3) Aufbau einer simplen Echo-Erzeugungseinheit (Arbeit im Zeitbereich) |
| Fertigkeiten | Erwerb von Kompetenzen in der Analyse, Modellierung und Umsetzung eines audioverarbeitenden Systems in Software: 1) Analyse der Schnittstelle zum vorgegebenen CoDec und Erstellung einer Kopier-Software zum Einlesen und Ausgeben der Samples 2) Aufbau eines N-stufigen Average-Mean-Filters für die Samples 3) Aufbau einer simplen Echo-Erzeugungseinheit (Arbeit im Zeitbereich) 4) Messung, Optimierung des Systems, das an der Leistungsgrenze üblicher Mikrocontroller arbeitet |
| Fertigkeiten | Realisation des Beispielsystems als HW/SW-System mit einstellbaren Parametern für Echo und FIR-Filter 1) Aufgabenaufteilung HW/SW 2) Festlegung des Protokolls zwischen HW- und SW-Komponenten 3) Realisierung des User Interface (Eingabe der Echo- und Filterparameter, Steuerung des Systems) 4) Realisierung der Protokoll-Komponenten 5) Validierung mit FPGA-Board 6) Vergleich der Lösungen HW / SW / SoPC in einem Bericht |
Aufwand Präsenzlehre
| Typ | Präsenzzeit (h/Wo.) |
|---|---|
| Praktikum | 1 |
| Tutorium (freiwillig) | 0 |
Besondere Voraussetzungen
| keine |
| Begleitmaterial |
Beschreibungstext Tutorials Zugeschnittene Hilfswerkzeuge, z.B. zum Test |
|---|---|
| Separate Prüfung | Ja |
Separate Prüfung
| Prüfungstyp | praxisnahes Szenario bearbeiten (z.B. im Praktikum) |
|---|---|
| Details | Prüfung der schriftlich und elektronisch einzureichenden Vorbereitungen (Design files, Models, Software) Beobachtung der Durchführung (mit Hilfe) im Labor am realen FPGA-System |
| Mindeststandard | Rechtzeitige Einreichung der geforderten Elemente Mindestqualität der Einreichung erreicht Erläuterung der Komponenten im Labor Beteiligung an dem Aufbau des Systems Bericht mit hinreichender Qualität |
Bei Fehlern, bitte Mitteilung an die
Webredaktion der Fakultät IME
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