Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage mittels der Hardwarebeschreibungssprache VHDL

• kombinatorische Logik zu erstellen
• einfache Zustandsautomaten zu implementieren
• das Pipelining Konzept in CPUs anzuwenden
• eine Synthese von VHDL Code in einem entsprechenden Tool durchzuführen
• ein FPGA mit der generierten Hardware zu programmieren
• Hardware systematisch mittels Simulation, Test auf dem FPGA bzw. Messung zu verifizieren

Praktische Anwendungen der Inhalte der LVAs "Digital Design", "Hardware Modeling" und "Rechnerstrukturen"

• Design-Flow (Synthese & Simulation)
• Testen & Debuggen eines VHDL-Designs
• Umgang mit digitalen Messinstrumenten
• Architektur von Prozessoren

• Mehrere Aufgabenstellungen sind zuerst eigenständig dann in Gruppen zu lösen
• Die benutzen FPGA Boards (Altera Chips) werden mittels der Synthesesoftware Quartus programmiert. Für die Simulation der digitalen Schaltungen wird das Simulationsprogramm Questa/Modelsim eingesetzt (gratis für Studierende herunterladbar).
• Es wird eine VM mit den entsprechenden Tools zur Verfügung gestellt.
• Die FPGA Boards können im TILab sowie über Fernzugriff auf das TILab programmiert werden. Eine Debug-Schnittstelle sowie ein Kamerasetup ermöglicht eine entsprechende Überwachung der Ausgabe der Boards.
• Tutoren stehen für Fragen im Labor oder mittels TU Chat und Zoom zur Verfügung.
• Die beiden Tests (midterm und final exam) finden im Labor statt.

Sollte eine Umstellung von Präsenz- auf Onlinelehre notwendig werden, gibt es folgende Änderungen:

• Der Zugriff auf die FPGA Boards erfolgt ausschließlich über die Remoteumgebung
• Tutoren stehen nur mittels TU Chat und Zoom zur Verfügung.
• Tests: Finden im Labor statt sobald ein Zutritt wieder möglich ist

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!!! Die Lehrveranstaltung beginnt am 03.03.2022 um 9:00 Uhr mit einer Vorbesprechung. Diese Vorbesprechung findet gemeinsam für die Lehrveranstaltungen „Digital Design and Computer Architecture“ (LU, 182.695), „Hardware Modeling“ (VO, 182.696) und „Rechnerstrukturen“ (VO, 182.690) statt. !!!
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ECTS Breakdown

2.5 h   Anwesenheit in der Einführungsvorlesung
 90 h   Beispiele erster Teil (Digitales Design Grundlagen)
 10 h   Vorbereitung Midterm Exam
 75 h   Beispiele zweiter Teil (Computer Architecture)
 10 h   Vorbereitung Final Exam
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 187.5 h (= 7.5 ECTS)

Die Note setzt sich aus folgenden Teilen zusammen

• Qualität der abgegebenen Lösungen zu den gestellten Aufgaben
• Leistung in den beiden schriftlichen Tests in der Mitte und am Ende des Semesters