inf334 - System Level Design (Vollständige Modulbeschreibung)

Keine Teilnehmervoraussetzungen

Fachkompetenzen
Die Studierenden:

• Fähigkeit zur Beschreibung und Analyse von Systemkomponenten und -architekturen unter Verwendung der Systembeschreibungssprachen SpecC und SystemC
• Fähigkeiten zur Partitionierung und Parallelisierung von Anwendungen

Methodenkompetenzen
Die Studierenden:

• erlangen die Kenntnis der Verfeinerungs- und Transformationstechniken zur Überführung einer ursprünglichen Spezifikation in eine reale Implementierung
• erlangen die Kenntnis der Phasen eines Entwurfsablaufs auf Systemebene
• erlangen Kenntnisse über aktuelle Entwurfsmethoden und -werkzeuge im System-Level-Design
• erlangen Kenntnisse über formale Berechnungsmodelle von Spezifikationssprachen
• erlangen Kenntnisse über aktuelle Forschungsergebnisse und Trends im System-Level-Design
• erlernen die Fähigkeiten zur Partitionierung und Parallelisierung von Anwendungen
• erlernen die Fähigkeit, Entwurfsentscheidungen zu bewerten und zu untersuchen
• erlernen die Fähigkeit, eine vollständige Systementwurfs-zu-Implementierungs-Spezifikation zu implementieren

Sozialkompetenzen
Die Studierenden:

• setzten Lösungen für vorgegebene Probleme im Team um
• diskutieren ihre Ergebnisse in angemessener Weise

Selbstkompetenzen
Die Studierenden:

• erlangen Präsentationsfähigkeiten
• reflektieren ihre Lösungen mit Hilfe der in diesem Kurs erlernten Methoden

Die ständig steigende Integrationsdichte integrierter Schaltkreise ermöglicht die Realisierung immer leistungsfähigerer und komplexerer Systeme. Dies kann zum einen die Integration mehrerer Teilkomponenten auf demselben Chip (System-on-Chip) oder zum anderen die Implementierung leistungsfähigerer Algorithmen sein. Herkömmliche Entwurfstechniken sind jedoch kaum in der Lage, der zunehmenden Komplexität heutiger eingebetteter Systeme gerecht zu werden. Daher wird in Forschung und Praxis versucht, durch neue Methoden und Werkzeuge die Produktivität im Entwurfsprozess deutlich zu steigern und so die so genannte "Entwurfsproduktivitätslücke" zu schließen. Dies wird beispielsweise durch eine stärkere Abstraktion erreicht, bei der das Verhalten von Komponenten nur auf algorithmischer Ebene beschrieben und durch High-Level-Synthesetechniken automatisch in Hardware- oder Software-Implementierungen übersetzt wird. Die endgültige Systemimplementierung wird mit Hilfe eines strukturierten Verfeinerungs- und Explorationsprozesses erreicht. Während dieses Verfeinerungsprozesses werden die Systemeigenschaften (z.B. Timing, Energieverbrauch, Chipfläche und Kosten) auf jeder Abstraktionsebene abgeschätzt und leiten den Designer in einem iterativen Entscheidungsprozess. Mit Hilfe von Techniken wie Virtual Prototyping können ganze Systeme auf jeder Verfeinerungsebene simuliert und verifiziert werden, auch ohne dass eine vollständige Implementierung aller Systemkomponenten vorliegt. Dieses Modul baut auf den Modulen Eingebettete Systeme I und II auf, vertieft die dort erworbenen Kenntnisse für den Entwurf von Hardware/Software-Systemen und erweitert sie um aktuelle Methoden und Werkzeuge. Mit SystemC wird eine in Industrie und Forschung bereits weit verbreitete Sprache für den Entwurf und die Verifikation von Hardware/Software-Systemen vorgestellt, die mehrere Abstraktionsebenen von der taktgenauen Hardwarebeschreibung über Modelle auf Transaktionsebene bis hin zu prozessbasierten Funktionsspezifikationen unterstützt.Mit Hilfe von Techniken wie dem virtuellen Prototyping können ganze Systeme auf jeder Verfeinerungsebene simuliert und verifiziert werden, auch wenn noch keine vollständige Implementierung aller Systemkomponenten vorliegt. Dieses Modul baut auf den Modulen Embedded Systems I und II auf und vertieft die dort erworbenen Kenntnisse.

Empfohlene Lektüre:
Wichtigste Lehrbücher:

• D. Gajski, S. Abdi, A. Gerstlauer, G. Schirner, Embedded System Design: Modeling, Synthesis, Verification, Springer, 2009 (“orange book”)
• D. C. Black, J. Donovan, B. Bunton, A. Keist, SystemC: From The Ground Up, Second Edition, Springer 2010 (“red book”)

Optionale Bücher:

• F. Vahid, T. Givargis, Embedded System Design: A Unified Hardware/Software Introduction, Wiley, John & Sons, 2001 (“blue book”). Background about embedded systems in general
• A. Gerstlauer, R. Doemer, J. Peng, D. Gajski, System Design: A Practical Guide with SpecC, Kluwer, 2001 (“yellow book”). Practical, example-driven introduction using SpecC Additional reading material posted on Stud.IP

https://www.uni-oldenburg.de/informatik/ehs/lehre/vorlesungen/system-level-design/

Am Ende der Vorlesungszeit

Fachpraktische Übungen und mündliche Prüfung