Hardware/Software Co-Design

Die Vorlesung Hardware/Software Co-Design befasst sich mit Methoden und Algorithmen zum gemeinsamen Entwurf der Hardware- und Softwarekomponenten eines Systems. Zu Beginn wird eine Übersicht über grundlegende Zielarchitekturen und den Entwurfsablauf gegeben, bevor die einzelnen Entwurfschritte ausführlich behandelt werden. Zu diesem Zweck werden verschiedene Systemmodellierungsarten eingeführt, welche eine abstrakte und für rechnergestützte Entwurfswerkzeuge geeignete Sicht auf das System ermöglichen. Basierend auf diesen Modellen werden dann grundlegende Verfahren und Algorithmen der Synthese, Ablaufplanung und der Bindung erläutert. Von besonderer Bedeutung ist dabei das HW/SW-Partitionierungsproblem, welches als Sonderfall der Ablaufplanung und Bindung betrachtet werden kann. Geeignete Modelle und Algorithmen für diese Problematik werden in einem separaten Kapitel betrachtet. Für eine möglichst frühe Bewertung einer vorgenommenen HW/SW-Partitionierung werden verschiedene Leistungsmetriken zur Analyse der Hardware- und Softwarekomponenten vorgestellt.

Ein weiterer Schwerpunkt der Vorlesung liegt in der Vorstellung der Systementwurfs- und Spezifikationssprache SystemC, welche eine von der späteren Realisierung weitgehend unabhängige Beschreibung des Systemverhaltens auf einer hohen Abstraktionsebene ermöglicht.

Die Themen im Einzelnen:

• Stufen und Phasen des Systementwurfs
• Zielarchitekturen für HW/SW-Systeme
• Grundstrukturen
• Implementierungsarten
• Systemaufbau
• Systementwurf
• Modellierung
• Synthese
• Ablaufplanung
• Binding
• Systempartitionierung
• Modelle
• Algorithmen
• Leistungsanalyse / Schätzung der Entwurfsqualität
• Metriken
• Analyse des Hardwareentwurfs
• Analyse des Softwareentwurfs
• SystemC