Diplom Informatik(FH) - FHInfo - Fachhochschule Kaiserslautern
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Modulhandbuch - Angewandte <strong>Informatik</strong> (AI04) - <strong>Diplom</strong> <strong>Informatik</strong>(<strong>FH</strong>)<br />
4. Semester Entwurf Digitaler Hardware<br />
Modulnummer: Kurzzeichen: DigHardw<br />
Modulgruppe: Wahlpflichtfächer Hauptstudium nicht im aktuellen Angebot<br />
Lernziele: ⢠Kenntnis moderner Entwurfsmethoden für digitale Hardware<br />
⢠Sicherer Umgang mit der Hardwarebeschreibungssprache<br />
VHDL<br />
⢠Verständnis physikalischer Randbedingungen des<br />
Hardwareentwurfs<br />
⢠Praktische Erfahrung im Umgang mit moderner<br />
Entwurfssoftware<br />
Anmeldeformalitäten: Zur Anerkennung der Studienleistung ist eine Anmeldung im<br />
Prüfungsamt erforderlich.<br />
Die Frist zur Anmeldung ist dem Prüfungsplan WS 07/08 zu<br />
entnehmen.<br />
Prüfungsmodalitäten: Klausur (schriftlich und am Rechner)<br />
Prüfungsart: Studienleistung<br />
Prüfungsform: schriftlich<br />
Umfang: Summe ECTS P.: 5 / Summe SWS: 4<br />
zugehörige Veranstaltungen: Entwurf Digitaler Hardware 2V + 2P<br />
Modulverantwortlich: Prof. Dr.-Ing. Matthias Leiner<br />
Veranstaltung Entwurf Digitaler Hardware<br />
Veranstaltungsnummer: Kurzzeichen: DigHardw Semester: 4<br />
Inhalt: Digitale Systeme aller Anwendungsbereiche (Computer,<br />
Kommunikation, Konsumer, etc.) sind längst derart komplex,<br />
dass ihre Hardware mit traditionellen Entwurfstechniken nicht<br />
mehr in effizienter Weise entworfen werden kann. Es sind<br />
vielmehr Methoden und Werkzeuge erforderlich, die den<br />
Entwurf auf höhere Abstraktionsebenen verlagern und die<br />
darunter liegenden Entwurfsschritte automatisieren. Die<br />
vorliegende Veranstaltung gibt eine Einführung in moderne<br />
Methoden des Entwurfs digitaler Hardware, die heute bei der<br />
Entwicklung digitaler Mikrochips jeglicher Art (Prozessoren,<br />
Grafikchips, Controller, etc.) in der Industrie angewandt<br />
werden. Behandelt wird zunächst die abstrakte<br />
Verhaltensbeschreibung der zu entwerfenden Hardware mit der<br />
Hardwarebeschreibungssprache VHDL. So wird der<br />
Hardwareentwurf in gewisser Weise zur Softwareentwicklung,<br />
wenngleich wesentliche Unterschiede bestehen. Wichtig ist,<br />
dass ein Hardwaremodell tatsächlich in Hardware abgebildet<br />
werden kann. Die Validierung des Hardwaremodells mittels<br />
Simulation stellt einen äußerst wichtigen Entwurfsschritt dar,<br />
weil das Hardwaremodell als Referenz für alle nachfolgenden<br />
Schritte dient. Die automatische Hardwaresynthese mittels<br />
entsprechender Syntheseprogramme - ausgehend von<br />
abstrakten und technologie-unabhängigen Hardwaremodellen -<br />
leistet den größten Beitrag zur deutlich höheren<br />
Entwurfsproduktivität gegenüber herkömmlichen<br />
Entwurfstechniken. Neben dem funktionalen logischen<br />
Hardwareentwurf kommt es darauf an, dass die resultierende<br />
Hardware auch gewisse physikalische Randbedingungen<br />
erfüllt. Hierzu gehört insbesondere die Erreichung einer<br />
spezifizierten Mindesttaktfrequenz. Die Veranstaltung gibt eine<br />
Einführung in die Analyse des Zeitverhaltens digitaler<br />
Hardware (Statische Timinganalyse) und zeigt die praktische<br />
Umsetzung in Syntheseprogrammen auf. Die<br />
vorlesungsbegleitende Übung dient zur praktischen<br />
Anwendung und Vertiefung des Stoffes am Rechner unter<br />
Verwendung professioneller Entwurfssoftware (VHDL-<br />
Simulator, VHDL-Syntheseprogramm). Die am Rechner<br />
entworfenen Schaltungen werden in konfigurierbare integrierte<br />
Schaltkreise abgebildet und in Betrieb genommen.<br />
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