Praktikum Eingebettete Prozessoren

Praktikum Eingebettete Prozessoren

Name:	Eingebettete Prozessoren
Art der Veranstaltung:	Praktikum
Betreuer:	Dominik Stöhrmann
Semester:	Wintersemester
Termin:	Dienstags 13:15 - 16:30 Uhr in Präsenz
Semesterwochenstunden:	4
Prüfungsart:	N/A
StudIP Link:	https://studip.tu-braunschweig.de/...

Organisation

Im Wintersemester 2021/22 wird das Praktikum als Präsenzveranstaltung angeboten.

Der erste Termin ist am 26.10.2021 um 13:15 Uhr. Die Teilnehmer erhalten über eine Studip-Nachricht nährere Informationen zum Praktikumsort.

Anmeldung

Die Anmeldung erfolgt im StudIP unter den oben genannten Link vom 1.10.2021-22.10.2021.

Es sind Plätze für 15 Teilnehmer verfügbar. FCFS.

Bei Problemen mit der Anmeldung im studip bitte unter stoehrmann@ida.ing.tu-bs.de melden.

Scheinerwerb

Anwesenheit, Kolloquium und erfolgreiche Teilnahme.

Aufgabenstellung

Die Aufgabenstellungen, Datenblätter und Templates liegen auf dem IDA Fileserver.

Überblick

In diesem Praktikum soll eine passende Hardwarebeschleunigung für die folgende 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 und müssen nicht zuhause ausgedruckt werden!

Aufgabenteil A: Einführung

Aufgabe 0

Vorstellung des Praktikums Eingebettete Prozessoren
Organisation und Bildung der Arbeitsgruppen
Kennenlernen der Altera-Toolsuite für den Hardware-Software-Entwurf

Aufgabe 1

Einführung in den Software-Entwurf: C-Programmierung

Aufgabe 2

Einführung in den Hardware-Entwurf: VHDL-Programmierung

Aufgabenteil B: Audio Streaming

Aufgabe 3

Software-Implementierung der D/A-Konverter-Ansteuerung und Sinus-Ausgabe

Aufgabe 4

Hardware-Unterstützung der D/A-Konverter-Ansteuerung und Sinus-Ausgabe

Aufgabe 5

Inbetriebnahme der Ethernet-Schnittstelle und Implementierung eines Streaming-Clients