Softcore-Prozessoren - Fachbereich Elektrotechnik und Informatik

Softcore-Prozessoren

In modernen Schaltungen kommen häufig aus Gründen der Anpassungsfähigkeit programmierbare Schaltungen zum Einsatz. Dabei stehen in unterschiedlich integrierten Schaltkreisen frei konfigurierbare Grundgatter zur Verfügung, die über ein komplexes Leitungsnetz jederzeit änderbar miteinander Vernetzt werden. Durch diesen flexibel gestalteten Aufbau lassen sich Basisstrukturen moderner Computerhardware erzeugen, wie beispielweise Rechen- und Steuerwerke. Im Gegensatz zu den meist verbreiteten physikalisch festen Hardcore-Prozessoren können Softcore-Systeme mittels Hardwarebeschreibungssprache in Feld-programmierbarer Hardware, wie bspw. den Field Programmable Gate Arrays (kurz FPGAs), angepasst oder ergänzt werden. Auf diese Weise kann nicht nur die ganze Architektur kundenspezifisch erstellt und erweitert werden. Es lassen sich vielmehr spezialisierte Rechenwerke aufbauen, die äußerst Effizient Aufgaben der modernen Signalverarbeitung in Echtzeit übernehmen können, ohne dabei Einbußen in der Reaktionsgeschwindigkeit der Systeme auf Nutzereingaben hinnehmen zu müssen.

Vorlesung

In der Vorlesung werden bereits erworbene theoretische Grundlagen von Mikroprozessoren vertieft und deren Eignung auf eigene Implementierung in einem FPGA-basierten Entwicklungsboard vergleichend untersucht. Im Detail werden folgende Inhalte besprochen:

Aufbau und Funktionsweise geeigneter Hardwareplattformen zur Implementierung von Softcore-Prozessoren
Einführung in die Konfiguration dieser Systeme
Erstellung einer ausgewählten Softcore-Architektur und anschließender Konfiguration auf der Zielplattform
Programmierung des erstellten Prozessors und Einbindung diverser Peripherie
Vergleichende Darstellung von "Softcore" und "Hardcore" Systemen - Erweiterung der Befehlssatzarchitektur durch Benutzerlogik

Praktikum

Zur Maximierung des Praxisbezugs erhält jeder Studierende der Veranstaltung ein Leihboard in der Hochschulbibliothek, auf dem sich nicht nur das Präsenzpraktikum, sondern auch spannende und praxisnahe Abschlussprojekte durchführen lassen.

Organisatorisches

Umfang: 2 SWS Vorlesung, 2 SWS Praktikum
Prüfungsform: Abschlussprojekt
Unterlagen zur Vorlesung, den Übungen und zum Praktikum finden Sie im ILIAS