Vortragssprache:

Voraussetzungen 

Grundlagen des Entwurfs digitaler Systeme (z.B. Lehrveranstaltung Nr. 23605).

Ziele

Die Vorlesung soll die Fähigkeiten zum Entwurf optimierter elektronischer Systeme vermitteln.

Inhalte

In dieser Vorlesung werden grundlegende sowie fortgeschrittene algorithmische Verfahren vorgestellt, welche bei der automatisierten Synthese mikroelektronischer Schaltungen in modernen CAD-Werkzeugen eingesetzt werden. Neben den theoretischen Erörterungen werden mit Hilfe zahlreicher Beispiele die verschiedenen Methoden vertieft und ein Bezug zur praktischen Anwendung hergestellt. Hierbei wird das Spektrum der System- und Schaltungsrealisierung, ausgehend von der Verhaltensbeschreibung in einer Hardwarebeschreibungssprache, bis zur Synthese / Optimierung der Gatter-Netzliste und der Generierung des physika-lischen Layouts in heutiger Standardzellen-Technologie behandelt. Die vorgestellten Verfahren gliedern sich in die High-Level-Synthese, die Register-Transfer-Synthese, die Logik-Synthese, sowie in den physikalischen Entwurf auf.

Im einzelnen werden folgende Themenkomplexe behandelt:

• Entwurfsablauf beim rechnergestützten Entwurf
• Relevante Graphen-Algorithmen und Komplexität
• Verschiedene Entwurfsmethoden
      für Gatearrays, Standardzellen, Makrozellen, Rekonfigurierbare Hardware
• High-Level-Synthese
      Schedulingverfahren, Algorithmen für Allokation/Binding
• Register-Transfer-Synthese
      Optimierung von Controllern, Retiming von Datenpfaden
• Logiksynthese
      Zweistufige und mehrstufige Logik-Minimierung
      Technologie-Abbildung der optimierten Gatternetzlistze
• Physikalischen Entwurfsverfahren
      Partitionierungsalgorithmen, Simulated Annealing, Genetische Optimierung
      Floorplanning- und Plazierungsverfahren
      Globale und Detaillierte Verdrahtungsmechanismen
• Rapid-Prototyping
      Emulation / Simulation, Technologien und konkrete Prototyping-Systeme,
      Anwendungsbeispiele

Übungen

Die begleitenden Übungen sollen das in den Vorlesungen erlernte Wissen fundieren. Ausgewählte Themen werden wiederholt, und anhand theoretischer und praktischer Beispiele lernen die Studierenden die Anwendung der Methoden für den modernen Systementwurf.