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Algorithmen im Chip-Entwurf

Bereich
Computer Microsystems
Fachrichtung
Technische Informatik, Elektrotechnik/Datentechnik
Art
IV4 oder V2
Dozent
Andreas Koch
Voraussetzungen
Grundkenntnisse des Entwurfs digitaler Schaltungen (z.B. Technische Grundlagen der Informatik I+II), Algorithmen und Datenstrukturen, Java
Inhalt
Praktische Einführung in Algorithmen und Datenstrukturen verschiedener CAD-Werkzeuge für den Chip-Entwurf. Dabei werden zunächst allgemein anwendbare Optimierungsverfahren und Graph-Algorithmen vorgestellt. Anschließend wird ihr Einsatz zur Lösung spezieller Probleme auf verschiedenen Ebenen des Chip-Entwurfs diskutiert, z.B. Plazierung und Verdrahtung. Parallel zur Vorlesung werden am Beispiel einer einfachen FPGA-Architektur ausgewählte Verfahren praktisch in Java implementiert und untersucht. Dabei werden eine Reihe von kleineren gefolgt von einer komplexeren Aufgabe bearbeitet.
Literatur
Sabih Gerez, ``Algorithms for VLSI Design Automation'', Ausgewählte wissenschaftliche Arbeiten
Credits
6.0 durch erfolgreiches Absolvieren des praktischen Teils (Aufgaben, Kolloquien, Vorträge), 3.0 bei Beschränkung auf die Vorlesung
Ort
S2|02, C120
Zeit
Di, 11:40-13:20 Uhr; Fr 9:50-11:30; Kolloquien nach Abgaben Donnerstag nachmittags
Anmeldung
Für diese Veranstaltung ist unbedingt eine Anmeldung über das WebReg-System erforderlich (jetzt eröffnet).
Prüfung
Für den Modus 2 SWS (3.0 CP) findet die Prüfung vorlesungsbegleitend in Form von zwei Teilklausuren statt. Diese werden geschrieben am Do, 30.11.06 von 17:15-18:00 Uhr in S2 06 | 030 und am Do, 08.02.07 von 18:15-19:00 Uhr in S3 11 | 08. Im 4SWS-Modus (6.0 CP) wird die Prüfungsleistung durch das erfolgreiche Bearbeiten der Programmieraufgaben, sowie der erfolgreichen Beteiligung an den Kolloquien und Vorträgen erbracht. Bitte stellen Sie sicher, dass Sie, falls in Ihrem Studiengang erforderlich, bei der entsprechenden Stelle zur Prüfung angemeldet sind. Das WebReg ist dafür nicht ausreichend! Wichtig: Eine solche Anmeldung ist ggf. auch für den klausurfreien 4SWS-Modus erforderlich (z.B. für den Informatik-Bachelor im Zentralen Prüfungssekretariat)!

Vorlesungsfolien

1. Vorlesung: Probleme, Werkzeuge und Graphen
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2. Vorlesung: Kompaktierung und Schaltungsdarstellungen
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Kick-Off zu den praktischen Arbeiten
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3. Vorlesung: Timing-Analyse und Heuristiken
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4. Vorlesung: Längenmaße und Platzierung
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5. Vorlesung: Längenmaße und VPR-Platzierung
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6. Vorlesung: Allgemeine Platzierungstechniken, Partitionierung und Timing-Pfade
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7. Vorlesung: Exakte Optimierungsverfahren
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8. Vorlesung: Verdrahtung 1
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9. Vorlesung: Realer FPGA-Router
Schwarz-Weiß Farbig Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3

10. Vorlesung: Kanalverdrahtung und globale Verdrahtung (verbessert)
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11. Vorlesung: Verbesserungen
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12. Vorlesung: Floorplanning
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Aufgaben für praktische Programmierarbeiten

Aufgabe 1: Schaltungsanalyse
Aufgabe 2: Schaltungsplatzierung
Aufgabe 3: Schaltungsverdrahtung
Aufgabe 4: Verbesserungen

Materialsammlung für praktische Arbeiten

Leitfaden
Programmierrichtlinien
Korrekturfaktoren für Verdrahtungslängen

Eingabedateien für Testschaltungen

Minimaler Satz
Vollständiger Satz

Ausgewählte wissenschaftliche Veröffentlichungen als Hintergrundmaterial

Korrekturfaktoren für Verdrahtungslänge

Platzierung 1
Platzierung 2

Inkrementelle Pfadlängenberechnung

Verdrahtung 1
Verdrahtung 2
Verdrahtung 3

Abschätzung der Verdrahtungsdichte 1
Abschätzung der Verdrahtungsdichte 2

Floorplanning