Reconfigurable and Adaptive Systems

The requirements regarding performance, flexibility and energy efficiency of today's embedded systems are increasing continuously and the market has to react faster than before to changing trends and developments (e.g. for smartphones, netbooks, etc.). Established approaches based on standard processors, application-specific circuits (ASICs) or application-specific processors (ASIPs) are no longer able to adequately meet all of the above criteria. Reconfiguration is a technique that allows parts of the hardware circuits to be changed at runtime. This is achieved, for example, by field-programmable logic arrays (FPGAs) or ALU arrays that are integrated into the corresponding ICs. Reconfigurable adaptive systems use this potential to adapt dynamically to changing requirements. In addition, the reconfigurability of the hardware can be used in a targeted manner to improve the reliability / failure safety of the systems, as is already used today, for example, in radiation-polluted environments such as Mars probes or at CERN.

Allgemeine Informationen

Wichtige Informationen
Übersicht:
Die Anforderungen bezüglich Performanz, Flexibilität und Energieeffizienz an heutige eingebettete Systeme steigen kontinuierlich und der Markt muss schneller als zuvor auf sich ändernde Trends und Entwicklungen (z.B. für Smartphones, Netbooks etc.) reagieren. Etablierte Lösungsansätze, die auf Standardprozessoren, anwendungsspezifischen Schaltungen (ASICs) oder anwendungsspezifischen Prozessoren (ASIPs) basieren, sind kaum mehr in der Lage, alle o.g. Kriterien hinreichend zu erfüllen.

Rekonfiguration ist eine Technik, die es erlaubt, zur Laufzeit Teile der Hardwareschaltungen zu verändern. Dies wird z.B. durch programmierbare Logikfelder (FPGAs) oder ALU Felder erreicht, die in die entsprechenden ICs integriert werden. Rekonfigurierbare adaptive Systeme nutzen dieses Potential, um sich dynamisch an sich ändernde Anforderungen anzupassen. Zusätzlich kann die Rekonfigurierbarkeit der Hardware gezielt genutzt werden, um die Zuverlässigkeit/Ausfallsicherheit der Systeme zu verbessern, wie es z.B. in strahlungsbelasteten Umgebungen wie bei Marssonden oder im CERN bereits heute eingesetzt wird.

Organisation:
Die Vorlesung findet im SS 2023 als Präsenzveranstaltung in -102 statt. Details finden sich im ILAS Kurs.

Die Vorlesungsfolien sind auf Englisch, aber die Vortragssprache ist Deutsch.

Prüfungen:
Prüfungsnummer: 7500201
Für Prüfungstermine bitte das Formular auf unserer Homepage ausfüllen: https://ces.itec.kit.edu/972.php
Die Erfolgskontrolle erfolgt in Form einer mündlichen Prüfung im Umfang von i.d.R. 25-30 Minuten nach § 4 Abs. 2 Nr. 2 SPO.

Lernziele: Die Studierenden
• erlernen die Grundlagen von rekonfigurierbaren Systemen.
• verstehen die unterschiedlichen Charakterisierungen rekonfigurierbarer Systeme und deren Auswirkungen auf das Potential zur Adaptivität.
• überblicken die Methoden zur Verwaltung der Adaptivität (Laufzeitsystem).
• sind fähig zum Entwurf und Einsatz adaptiver Systeme für eine vorgegebene Problemstellung durch Anwendung der vermittelten Charakterisierungen und Laufzeitsysteme.
• erhalten Zugang zu aktuellen Forschungsthemen.

Empfehlungen:
Kenntnisse zu Grundlagen aus "Rechnerstrukturen" sind hilfreich.
Kenntnisse zu Grundlagen aus "Optimierung und Synthese Eingebetteter Systeme (ES1)" sind hilfreich.

Veranstaltungsdaten

Dozent(en)
Lars Bauer
Abschluß
Master
SWS
2
Veranstaltungsart
Vorlesung
Ort
Geb. 50.34, Raum -102
Termin
Mittwochs, 15:45 - 17:15 Uhr
Zyklus
wöchtl.

Zusammenfassung

The requirements regarding performance, flexibility and energy efficiency of today's embedded systems are increasing continuously and the market has to react faster than before to changing trends and developments (e.g. for smartphones, netbooks, etc.). Established approaches based on standard processors, application-specific circuits (ASICs) or application-specific processors (ASIPs) are no longer able to adequately meet all of the above criteria.

Reconfiguration is a technique that allows parts of the hardware circuits to be changed at runtime. This is achieved, for example, by field-programmable logic arrays (FPGAs) or ALU arrays that are integrated into the corresponding ICs. Reconfigurable adaptive systems use this potential to adapt dynamically to changing requirements. In addition, the reconfigurability of the hardware can be used in a targeted manner to improve the reliability / failure safety of the systems, as is already used today, for example, in radiation-polluted environments such as Mars probes or at CERN.

Allgemein

Sprache
Deutsch
Copyright
This work has all rights reserved by the owner.

Kontakt

Name
Lars Bauer
E-Mail
lars.bauer@kit.edu

Verfügbarkeit

Zugriff
Unbegrenzt – wenn online geschaltet
Aufnahmeverfahren
Sie können diesem Kurs direkt beitreten.
Zeitraum für Beitritte
Unbegrenzt
Veranstaltungszeitraum
19. Apr 2023 - 26. Jul 2023

Für Kursadministratoren freigegebene Daten

Daten des Persönlichen Profils
Anmeldename
Vorname
Nachname
E-Mail
Matrikelnummer

Zusätzliche Informationen

Objekt-ID
2732825