Moderne Hardwarebeschreibungssprachen (MHBS)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Modern Hardware Description Languages)

Lehrveranstaltungen:

• • Moderne Hardwarebeschreibungssprachen
    (Vorlesung, 2 SWS, Oliver Keszöcze, Mi, 12:15 - 13:45, 02.133-113)
  • Übung zu Moderne Hardwarebeschreibungssprachen
    (Übung, 2 SWS, Oliver Keszöcze, Mi, 14:00 - 16:00, 02.133-128)

Inhalt:

Die Entwicklung von Computern war schon immer eine komplexe Aufgabe. Die ersten elektronischen Rechenmaschinen, wie die Zuse Z3, wurden am Reißbrett entwickelt: die einzelnen physikalischen Bauteile wurden manuell ausgewählt und verbunden. Mit dem Aufkommen des Transistors als Bauteil und CMOS als dominierender Technologie, wurde dieses Vorgehen immer weniger praktikabel. Moderne (Computer-)Systeme lassen sich nicht mehr von einzelnen Personen auf Papier entwickeln.
Eine Lösung für dieses Problem bieten Hardware-Beschreibungssprachen (engl. Hardware Description Language, HDL). Die zwei dominierenden HDLs, Verilog und VHDL, orientieren sich sehr stark an der zu realisierenden Hardware und abstrahieren dementsprechend verhältnismäßig wenig von der konkreten Hardware. Moderne Sprachen, wie z.B. Amaranth, Chisel oder Clash, versuchen, die Verwendung von HDLs mehr dem "Entwicklungskomfort" von Programmiersprachen anzunähern. So wurde in Chisel die Referenzimplementierung des RiscV Prozessorsumgesetzt.
Der Kurs behandelt die Modellierung, Implementierung und das Testen komplexer Systeme mittels der HDLs Chisel und Clash. In den zugehörigen Übungen wird das erworbene Wissen an konkreten Aufgaben umgesetzt.

Lernziele und Kompetenzen:

Verstehen

• Die Studierenden kennen unterschiedliche, moderne HDLs und ihre Vor- und Nachteile

• Die Studierenden kennen den Unterschied zwischen High Level Synthese (HLS) und HDLs

• Die Studierenden kennen unterschiedliche Modellierungs-Methoden (z.B. Mealy-Machines)

Anwenden

• Die Studierenden können Systeme modellieren (z.B. als Mealy-Machine)

• Die Studierenden können Systeme in den vorgestellten Sprachen impementieren

• Die Studierenden können die implementierten Systeme sinnvoll testen

Weitere Informationen:

Studien-/Prüfungsleistungen:

Moderne Hardwarebeschreibungssprachen (Prüfungsnummer: 728743)

(englischer Titel: Modern Hardware Description Languages)

Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet

weitere Erläuterungen:
Aufgrund geringer Teilnehmerzahlen kann die Prüfung auch als 30-minütige mündliche Prüfung erfolgen. Die Prüfungsleistung wird zwei Wochen nach Beginn des Kurses festgelegt.

Prüfungssprache: Deutsch

Erstablegung: WS 2022/2023, 1. Wdh.: SS 2023

1. Prüfer:

Oliver Keszöcze