System-on-Chip Technologies

Modul EI7384

Dieses Modul wird durch Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik bereitgestellt.

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Modulversion vom WS 2013/4

Von dieser Modulbeschreibung gibt es historische Versionen. Eine Modulbeschreibung ist immer so lange gültig, bis sie von einer neuen abgelöst wird.

verfügbare Modulversionen
SS 2017WS 2013/4

Basisdaten

EI7384 ist ein Semestermodul in Englisch auf Master-Niveau das im Wintersemester angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Allgemeiner Katalog der nichtphysikalischen Wahlfächer
GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
150 h 45 h 5 CP

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

This course provides basics, current trends and challenges in the development of digital system-on-chip (SoC). We start with the main steps for building arbitrary CMOS-based combinatorial logic and sequential digital data processing and control circuitry (e.g. Finite State Machines) and explaining their role and significance in the scope of key system-on-chip components: microprocessors, memories and interconnects. The microarchitectural structure and building blocks of processor elements (RISC cores), on-/off-chip memory technology (SRAM, DRAM, Flash), bus and point-to-point interconnect standards (Processor Local Bus, Advanced Microcontroller Bus Architecture, FIFO) as well as the design of communications specific arithmetic blocks (adder, multipliers, shift and comparators) will be introduced and analyzed. Finally, we will introduce main implementation methods for SoCs, such as FPGA, standard cell and full custom design, and discuss methods for low power design, which is vital for the development of SoCs in embedded systems.

Lernergebnisse

At the end of the module students are able to analyze and evaluate the structure and operation of systems-on-chip, including its main building blocks, e.g. processor, on-/off-chip memories, and interconnect, as well as implementation methods and techniques for low power consumption.

Voraussetzungen

Bachelor courses on semiconductor devices and digital circuits, basics in computer architecture

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VI 3 System-on-Chip Technologies Mi, 13:15–14:45, 0501.01.100
Do, 09:45–10:30, 0502.01.260
sowie einzelne oder verschobene Termine

Lern- und Lehrmethoden

Lecture material is accompanied by corresponding tutorials.
Students will analyze technical publications (as distributed during the course).

Medienformen

- Presentations
- Lecture notes
- Exercises with solutions as download
- Publications (distributed during the course)

Literatur

- J. Hennessy, ""Computer Architecture. A Quantitative Approach"", Elsevier
- J. Rabaey, ""Digital Integrated Circuits"", Prentice Hall
- N. Weste, K. Eshraghian, ""Principles of CMOS VLSI Design"", Addison Wesley

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

The module exam is a written exam.
Students will demonstrate that they have gained both fundamental and deeper understanding in various aspects of System on Chip Technologies. They have to answer the questions with self-formulated responses, checking boxes of multiple choice questions, sketch circuit or qualitative performance diagrams and do quantitative calculations. The allowed support material is constraint to a single sheet, individually prepared reminder notice.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird im Folgesemester angeboten.

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.