Moderne Hardware-Beschreibungssprachen / Modern Hardware Description Languages

Dozent:

Prof. Dr. Oliver Keszöcze

Umfang/Stunden:

V2 + Ü2 (zusammen 5 ECTS)

Ort und Zeit der Vorlesung:

Die Vorlesung findet Dienstags um 8:15 in Raum 02.112-128 in der Cauerstraße 11 statt.

Die erste Vorlesung findet am 17.10.2023 statt.

Ort und Zeit der Übung:

Die Übung findet Dienstags um 10:15 in Raum 02.133-128 in der Cauerstraße 11 statt.

Die erste Übung findet am 24.10.2023 statt.

Unterlagen (Folien, Übungen, sonstige Dateien):

Alle Unterlagen zur Vorlesung und Übung finden sich in StudOn (folgt)

Inhalt:

Depending on the audience, the lecture will be given in English.

Die Entwicklung von Computern war schon immer eine komplexe Aufgabe. Die ersten elektronischen Rechenmaschinen, wie die Zuse Z3, wurden am Reißbrett entwickelt: die einzelnen physikalischen Bauteile wurden manuell ausgewählt und verbunden. Mit dem Aufkommen des Transistors als Bauteil und CMOS als dominierender Technologie, wurde dieses Vorgehen immer weniger praktikabel. Moderne (Computer-)Systeme lassen sich nicht mehr von einzelnen Personen auf Papier entwickeln.

Eine Lösung für dieses Problem bieten Hardware-Beschreibungssprachen (engl. Hardware Description Language, HDL). Die zwei dominierenden HDLs, Verilog und VHDL, orientieren sich sehr stark an der zu realisierenden Hardware und abstrahieren dementsprechend verhältnismäßig wenig von der konkreten Hardware. Moderne Sprachen, wie z.B. Amaranth, Chisel oder Clash, versuchen, die Verwendung von HDLs mehr dem „Entwicklungskomfort“ von Programmiersprachen anzunähern. So wurde in Chisel die Referenzimplementierung des RiscV Prozessors umgesetzt.

Der Kurs behandelt die Modellierung, Implementierung und das Testen komplexer Systeme mittels der HDLs Chisel und Clash. In den zugehörigen Übungen wird das erworbene Wissen an konkreten Aufgaben umgesetzt.