Umfeld:

In den letzten Jahrzehnten wurde die Leistung von Prozessoren meist durch die Erhöhung der Taktfrequenzen und durch verbesserte Mikroarchitekturen vergrößert. Seit einigen Jahren zeichnet sich aber eine andere Entwicklung ab. Heute werden die größten Leistungssteigerungen durch die Integration mehrerer Prozessorkerne auf einem Chip erreicht. Die Mehrkernprozessoren von Intel und AMD sind hierfür das beste Beispiel. Es wird angenommen, dass diese Entwicklung weiter anhält und dass wir bald hunderte von Cores auf einem Chip integrieren können.

Aus dieser Entwicklung ergeben sich viele neue Herausforderungen in der Programmierung und im Entwurf solcher Systeme.
Am ITIV wird daher zu Forschungszwecken eine Many-Core-Architektur mit 100 Prozessorkernen entwickelt. Die Architektur wird aus mehreren Prozessor-Kacheln bestehen, von denen jede aus mehreren Prozessoren und Speicher aufgebaut ist. Die einzelnen Kacheln werden über einen Network-Adapter (NA) an ein Network-on-Chip (NoC) angebunden. Das Network-on-Chip kann parallel eine Vielzahl an Paketen verarbeiten und über mehrere Router von der Quelle ans Ziel übertragen. Das NoC wird die Kommunikation zwischen den Prozessorkernen und zum Hauptspeicher realisieren.
Das beschriebene Multiprozessorsystem hat eine sehr hohe Anzahl an Komponenten. Für die angedachten Untersuchungen (z.B. Steuerung eines Roboters) sind daher simulative Methoden viel zu langsam. Deshalb soll ein Prototyp realisiert werden. Zu diesem Zweck wurde am ITIV ein Prototyping-System angeschafft, dass aus mehreren sehr großen FPGAs besteht, die zu einem System verbunden werden können. Mit diesem System soll die entwickelte Many-Core-Architektur getestet und anschließend Software für die Architektur entwickelt werden.

Aufgabe:

Bei der Umsetzung dieses Projekts ergeben sich viele spannende Themen für Bachelor-, Master-, Studien- und Diplomarbeiten. Themenstellungen in den Bereichen Prozessorarchitektur, Kommunikation, Speicher, Prototyping, FPGAs, Software und sogar Betriebssystem warten auf Sie. Kommen Sie doch einfach zu einem Gespräch bei mir vorbei und ich stelle Ihnen gerne ein Thema nach Ihren Interessen und Fähigkeiten zusammen.

Voraussetzungen:

Vorkenntnisse in VHDL oder Verilog, sowie C++, sind wünschenswert, jedoch keine zwingende Voraussetzung.
Die Thematik richtet sich nicht nur an E-Technik-Studenten, sondern auch gerne an Studierende der Informatik!