Im Folgenden finden Sie die Vorlesungen, die von unserem Lehrstuhl im Wintersemester angeboten werden.

Eine Übersicht über freie studentische Arbeiten finden Sie hier.

Here you will find the lectures offered by our working group in the winter semester.

A list of vacant student works can be found here.

Inhalte

Dieses Labor dient zum Kennenlernen des RISCV Instruction Sets und dem Umgang mit dessen Toolchain an Hand eines RV32I Prozessors. Die Teilnehmer sollen dabei die Konzepte moderner Prozessorarchitekturen in einer gegebenen Hardware analysieren um einen post-quanten sicheren Verschlüsselungsalgorithmus zu beschleunigen. Hierzu sollen unter anderem Instruction Set Erweiterungen und Custom Instructions im Prozessor implementiert werden. Des Weiteren wird in diesem Labor der Umgang mit üblichen Entwicklungswerkzeugen für Softwaredesign und Synthese gelehrt.

Inhalte

• Entwurf digitaler CMOS-Schaltungen
• MOS Transistor
• Leakage-Mechanismen
• Fortschrittliche Transistor-Technologien
• Einführung in den CMOS Prozess
  
• Entwurfsmethodiken
• Implementierungsstile
• Schaltungstechniken
• Sequentielle Schaltungen

Contents

Content of this lab are the modeling and extension of a typical RISC processor architecture (RiscV). Students must realize the concepts of modern processor architectures (e.g. forwarding or memory caches) in hardware (synthesizable VHDL / Verilog models) and analyze the runtime performance of processors. Additionally the concept of Application Specific Instruction Processor (ASIP) is trained. Furthermore students acquire skills in hardware validation and use of typical EDA tools (e.g. synthesis) in large projects.

Contents

• Design of digital CMOS circuits
• The MOS transistor
• Leakage mechanisms
  
• Advanced transistor technologies
  
• Introduction to the CMOS process
• Design methodologies
• Implementation styles and technologies
• Circuit techniques
• Sequential circuits

Inhalte

• Unterschiedliche Wahrscheinlichkeitsbegriffe
• Stochastische Unabhängigkeit, Verbundexperimente
• Begriff der Zufallsvariablen (ZV), Momente von ZV
• Spezielle Verteilungen stetiger und diskreter ZV, mehrdimensionale ZV, Kovarianzmatrix
• Anwendungsbeispiele: Zuverlässigkeitstheorie und Safety
• Mathematische Statistik, Parameterschätzung, Konfidenzschätzer

Inhalte

Ziel des Labors ist es, digitale Schaltungen auf der Register-Transfer-Ebene zu beschreiben und simulativ zu validieren. Weiterhin sollen die erstellten Schaltungsmodelle synthetisiert und bezüglich der Güte (z.B. Ressourcenbedarf) bewertet werden können.

Hierzu werden dienstags von 11:45-13:15 in 13-222 die Grundlagen der Hardwarebeschreibungssprache VHDL vermittelt sowie die Labor-Aufgaben vorgestellt. Weitere Lehrmaterialien werden im OLAT-System bereit gestellt.

Die Einführungsveranstaltung wird am Dienstag, dem 29. Oktober 2024, 11:45 bis 13:15 in 13-222 stattfinden.

Inhalte

Lecture series with following lecturers:

• Prof. Dr.-Ing. Hans D. Schotten
• Prof. Dr.-Ing. Steven Liu
• Jun. Prof. Dr.-Ing. Daniel Görges
• Prof. Dr.-Ing. Norbert Wehn

Content from our side:

• Introduction to processors and computing systems
• Real world processor example: Aurix
• Introduction to Safety
• Virtual prototyping with SystemC TLM

Contents

• Various terms and definitions of probability
• Stochastic independence, joint experiments
• Random Variables (ZV) and moments
• Special distributions of continuous and discrete random variables, multi-dimensional random variables, covariance matrix
• Application examples: reliability theory and safety
• Mathematical statistics, parameter estimation, confidence estimators

Contents

Base knowledge is provided to specify the base components of digital logic in VHDL. Furthermore the designed circuits must be verified by simulation and will be synthesized to FPGA devices.

Basics of the hardware description language VHDL and explanation of the tasks will be given Tuesdays 11:45-13:15 in 13-222. Further teaching material is provided in the OLAT system.

Kick-Off meeting will be on Tuesday 29. Oktober 2024, 11:45-13:15 in 13-222.

Contents

Lecture series with following lecturers:

• Prof. Dr.-Ing. Hans D. Schotten
• Prof. Dr.-Ing. Steven Liu
• Jun. Prof. Dr.-Ing. Daniel Görges
• Prof. Dr.-Ing. Norbert Wehn

Content from our side:

• Introduction to processors and computing systems
• Real world processor example: Aurix
• Introduction to Safety
• Virtual prototyping with SystemC TLM

Inhalte

Im Verlauf des 4-tägigen Blockkurses (jeweils 9:00 bis etwa 17:00) sollen die grundlegenden Kenntnisse in der Verwendung der Hardwarebeschreibungssprache VHDL zur Realisierung von digitalen Schaltungen auf Basis von FPGA-Bausteinen oder Standardzellen-ICs erlernt werden. Diese englischsprachige Veranstaltung ist nur für Masterstudenten ohne Kenntnisse in Hardwarebeschreibungssprachen (VHDL oder Verilog) vorgesehen.

• Entwurfsraum und Simulationsmodell von VHDL
• Erstellen von Verhaltensbeschreibungen mit der Hardwarebeschreibungssprache VHDL
• Nutzung des synthetisierbaren VHDL Sprachsubset und Einführung in die Synthese
• Realisierung eines Decoders für das Zeitsignal DCF77 der Funkuhren
• Entwurfsablauf und Randbedingungen bei der Realisierung anwendungsspezifischer integrierter Schaltungen, insbesondere Xilinx FPGA Technologien

Contents

In this 4-day course the basic knowledge in using hardware description language VHDL with EDA tools is given. Implementation of digital circuits on base of FPGAs (and standard cells) will be teached in english language. This course is provided only for master students without any knowledge of hardware description languages (VHDL or Verilog).

Registration: Email

• Design space and simulation model of VHDL
• Realization of behavioral description with hardware description language VHDL
• Using of synthetizable subset of VHDL and introduction to synthesis
• Realization of a decoder for the radio time signal DCF-77 for radio clocks
• Design flow and constraints for realization of application specific integrated circuits, especially with Xilinx FPGA technologies

Inhalte

Vorträge und Diskussionen von Themen der Mikroelektronik

• Anzahl der SWS: 2 Std.
• Anzahl der ECTS Credits: 3
• Unterrichtssprache: Deutsch/Englisch
• Leistungspunkte: 3
• Anmeldung erforderlich: ja

Contents

Talks and discussions related to microelectronics

• #SWS: 2 h
• #ECTS Credits: 3
• Languages: German / English
• Registration mandatory: yes

Inhalte

Die Vorlesung Synthese und Optimierung Mikroelektronischer Systeme richtet sich an Studenten der Elektrotechnik, Informationstechnik und Informatik mit Interessenschwerpunkt Entwurfsautomatisierung mikroelektronischer Systeme. Es wird der gesamte Ablauf der Implementierung mikroelektronischer Systeme von der Spezifikation bis zur Realisierung auf Register-Transferebene vorgestellt.

Behandelte Themen

• Motivation
• System Modelling and Specification
• Hardware/Software Partitioning
• High level synthesis techniques: Scheduling, Allocation, Binding
• Register-Transfer Synthesis

Inhalte

• Introduction to virtual prototyping and virtual product development methodology for embedded systems
• System models and specification
• Hardware/Software co-development with virtual prototyping
• Modelling with cycle accurate SystemC
• Modelling on higher level of abstraction with Transaction Level Modeling (TLM)

Contents

The lecture Synthesis and Optimization of Microelectronic Systems addresses students in electrical engineering, computer engineering and computer science who are interested in design automation of hardware dominated embedded systems. It introduces the whole implementation chain from systems specification down to implementation on register transfer level.

Covered topics

• Motivation
• System Modelling and Specification
• Hardware/Software Partitioning
• High level synthesis techniques: Scheduling, Allocation, Binding
• Register-Transfer Synthesis

Contents

• Introduction to virtual prototyping and virtual product development methodology for embedded systems
• System models and specification
• Hardware/Software co-development with virtual prototyping
• Modelling with cycle accurate SystemC
• Modelling on higher level of abstraction with Transaction Level Modeling (TLM)