Bereich

Computer Microsystems

Fachrichtung

Technische Informatik, Elektrotechnik/Datentechnik

Art

IV4

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)

Ort

S2|02 A102

Zeit

Di 11:40-13:20, Fr 9:50-11:30

Vorlesungsfolien

1. Vorlesung: Probleme, Werkzeuge und Graphen
Schwarz-Weiß, 4-auf-1 Farbig, 1-auf-1

2. Vorlesung: Kompaktierung, Schaltungsdarstellungen und Timing-Analyse
Schwarz-Weiß, 4-auf-1 Farbig, 1-auf-1

Kick-Off zu den praktischen Arbeiten
Schwarz-Weiß, 4-auf-1 Farbig, 1-auf-1

3. Vorlesung: Timing-Analyse und Heuristiken
Schwarz-Weiß, 4-auf-1 Farbig, 1-auf-1

4. Vorlesung: Genetische Algorithmen, Längenmaße und Platzierung
Schwarz-Weiß, 4-auf-1 Farbig, 1-auf-1

5. Vorlesung: Reale Algorithmen zur Timing-Analyse und Platzierung
Schwarz-Weiß, 4-auf-1 Farbig, 1-auf-1

7. Vorlesung: Kanalverdrahtung 1
Schwarz-Weiß, 4-auf-1 Farbig, 1-auf-1

8. Vorlesung: Reale FGPA-Router
Schwarz-Weiß, 4-auf-1 Farbig, 1-auf-1 Rechenbeispiel 1 Rechenbeispiel 2 Rechenbeispiel 3

9. Vorlesung: Kanalverdrahtung und PathFinder-Verbesserungen
Schwarz-Weiß, 4-auf-1 Farbig, 1-auf-1

10. Vorlesung: Globale Verdrahtung
Schwarz-Weiß, 4-auf-1 Farbig, 1-auf-1

11. Vorlesung: Floorplanning
Schwarz-Weiß, 4-auf-1 Farbig, 1-auf-1

12. Vorlesung: Verbesserungen
Schwarz-Weiß, 4-auf-1 Farbig, 1-auf-1

13. Vorlesung: Adaptive Rechensysteme
Farbig, 2-auf-1

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

Ergebnisse der Abgaben von Phase 2, Tabelle für OpenOffice Calc oder Microsoft Excel

VPR-Architekturdatei für eigene unbetreute Experimente

Eingabedateien für Testschaltungen

Minimaler Satz
Vollständiger Satz

Ausgewählte wissenschaftliche Veröffentlichungen als Hintergrundmaterial

Abschätzung der Verdrahtungsdichte 1
Abschätzung der Verdrahtungsdichte 2

Pfadlängenberechnung

Platzierung 1
Platzierung 2

Abschätzung der Verdrahtungslänge

Verdrahtung 1
Verdrahtung 2

Verdrahtung Details