Name:	Praktikum Eingebettete Prozessoren (AKA. Application Specific Instruction Set Processor (ASIP) Paktikum)
Termin:	*wöchentlich 4 SWS* 1. Termin WS 2011/12: Mittwoch, 26.10.2011, 16.00 Uhr, Institut f. Datentechnik, Hans-Sommer-Str. 66, Bibliothek 12. Stock
Anmeldung:	per email an Philip Axer Im WS 2011/12 können wir aus logistischen Gründen nicht mehr als 10 Teilnehmer (5 Gruppen je 2 Personen) zulassen. FCFS
Scheinwerb:	Anwesenheit und erfolgreiche Teilnahme.

Überblick

In diesem Praktikum wird ein Application Specific Instruction-Set Processor (ASIP) entworfen. Dies ist ein recht einfacher Prozessor für eingebettete Systeme, der um spezielle Funktionen erweitert werden kann.

In diesem Praktikum sollen passende Hardwarebeschleunigung für die folgenden Aufgaben entworfen werden:

Audiodaten zur Ausgabe an einen externen Soundmodul übergeben

Die Audiodaten werden von einem PC per TCP/IP an das System übergeben und mittels eines kleinen Softwarestacks vorverarbeitet.

Dazu steht ein FPGA-Entwicklungsboard der Firma Altera bereit. Die Implementierung des Prozessors erfolgt mit Hilfe handelsüblicher automatischer Generatoren, in denen Custom Instructions (in VHDL) ergänzt werden können. Weitere Hardware (IP-Cores) kann über den Speicherbus angekoppelt werden.

Die Programmierung der Firmware erfolgt in C. Als Betriebssystem ist µC/OS-II verfügbar, dessen vorhandene Libraries (Ethernet Treiber, TCP/IP Stack, CF-Card...) verwendet werden können.

Ablauf

Das Praktikum gliedert sich in mehrere Teile. Die ersten Übungen bestehen aus einer Einführung in die verschiedenen Designstile: Reiner Softwareentwurf, reiner Hardwareentwurf und die Synergien die beim Coentwurf entstehen. In der zweiten Hälfte soll eine eigene Applikation definiert werden, die dann auf der Plattform umgesetzt wird.

Alle wichtigen Dokumente liegen in digitaler Form vor (auf \\fileserver\labs\asip), und müssen nicht zuhause ausgedruckt werden!

Vorläufiger Zeitplan

I. First Steps
1	- Vorstellung des Praktikums und der Ziele - Einführung Mikrocontroller, C-Programmierung, FPGA - (Bildung der Arbeitsgruppen) - Einrichten der Software, SOPC-Builder, Erzeugung des NIOS-Prozessors - "Hello World"	Aufgabe 0: Überblick
2	Einführung Hardwareentwurf, VHDL-Programmierung	1: HW-Tastenzähler
3	Einführung Softwareentwurf, C-Programmierung	2: SW-Tastenzähler
II. Audio Streaming
4	Software Implementation DAC Ansteuerung + Sinus-Ausgabe	3: Sinusgenerator
5	Hardware Implementation DAC Ansteuerung + Sinus-Ausgabe	4: HW/SW Sinusgenerator
4	Inbetriebnahme der Ethernet-Schnittstelle
8	Vorstellung des .au-Formats Implementierung eines Streaming-Clients	5: AU-Streaming-Client

Materialien zum Praktikum

Achtung: Die Links ind er obigen aufstellung sind derzeit teilweise defekt. Bis auf weiteres finden sich die Materialien zur Bewältigung der einzelnen Praktikumsversuch hier.

Literatur

Literature: Nios Cyclon3 Development Kit

http://www.altera.com/products/devkits/altera/kit-cyc3-embedded.html

Überblick

Ablauf

Vorläufiger Zeitplan

I. First Steps

II. Audio Streaming

Materialien zum Praktikum

Literatur