Finished Theses 2013

  • Evaluation of Instrumentation Overhead on different ARM Processor Variants
    Kategorie: Master-Arbeit
    Bearbeiter: Ammar Obaid
    Betreuer: Prof. Christian Hochberger/extern
    Modern embedded processors offer trace interfaces that make internal state information available to the outside world. This can be used to create low overhead instrumentation of the software in the embedded device. This instrumentation can be used to compute e.g. code coverage. Within this work the following subtasks should be accomplished:
    • Implementation of a tool for code instrumentation. The tool can either work on source or on object level. It should be developed on the basis of existing tools.
    • Application of this tool to generate instrumentation that uses the ITM (Instrumentation Trace Macrocell) of Cortex M3 processors to compute the code coverage of an application
    • Application of the tool to generate a different instrumentation that does not require the ITM, but rather uses regular code trace features on a Cortex R4
    • Evaluation of the overhead of both methods. For this purpose sample applications have to be implemented on both platforms. These sample applications should span the range from completely control flow dominated code to completely computation dominated code.
  • Nexus-Trace-Daten-Aufzeichnung über Aurora-Schnittstelle
    Kategorie: Master-Arbeit
    Bearbeiter: Frédéric Peignet
    Betreuer: Prof. Dr. Christian Hochberger
    Die Professur für Rechnersysteme untersucht Debug- und Trace-Schnittstellen moderner Mikrocontroller. Von besonderem Interesse sind dabei die Möglichkeiten, die sich durch eine direkte Verarbeitung der Trace-Daten in FPGAs ergeben. Dabei werden die Daten nicht in Rohform gespeichert und später am Rechner ausgewertet, sondern aus den Rohdaten wird intern der Programmablauf rekonstruiert, um anschließend nur noch für jede Speicherstelle die Anzahl an Ausführungen zu speichern. Damit lässt sich der Nachweis für Code-Abdeckung über lange Zeiträume realisieren. Dieses Verfahren wird bereits für Trace-Schnittstellen der Varianten ARM-ETM und Nexus 2003 verwendet.
    Die QorIQ P4080 Prozessoren der Firma Freescale liefern ihre Trace-Daten über die Aurora-Schnittstelle nach außen. Die Aurora-Schnittstelle besteht aus einer konfigurierbaren Zahl von High-Speed Serial Links (bis ca. 5Gb/s).

    Aufgaben:
    • Inbetriebnahme der Trace-/Debug-Einheit im QorIQ P4080 Prozessor
    • Implementierung einer Aurora-Schnittstelle in einem FPGA, um Trace-Daten entgegen nehmen zu können
    • Erweiterung der Nexus-Implementierung, um empfangene Trace-Daten auswerten zu können
  • FPGA Implementierung einer Integer-ALU mit parametrierbarer Pipeline-Unterstützung in AMIDAR-Prozessoren
    Kategorie: Bachelor-Arbeit
    Bearbeiter: Benedikt Heumüller
    Betreuer: Changgong Li
    Am Fachgebiet Rechnersysteme wird an adaptiven Prozessorstrukturen geforscht. Die Familie der AMIDAR Prozessoren basiert dabei auf einem Modell, welches an der Professur Mikrorechner der TU Dresden entwickelt wurde. Dieses Modell erlaubt es dem Prozessor zur Laufzeit einer Applikation auf deren spezifische Anforderungen zu reagieren. Hierzu zählen sowohl die Anpassung von Busstrukturen, als auch die Anpassung von bestehenden und die Synthese von neuen Funktionseinheiten.
    Ziel dieser Arbeit soll es sein, eine Integer-ALU auf Basis des bestehenden Prozessormodells auf einem FPGA in Verilog zu implementieren. Dabei soll die Anzahl der benutzten Pipeline-Stufen mit einem Parameter festgelegt werden können. Die dadurch entstehende ALU soll dann alle Integer-Operationen ausführen können, welche durch das AMIDAR Modell definiert sind.
  • Grafische SoC und Speicher Visualisierung im SpartanMC System-Builder
    Kategorie: Bachelor-Arbeit
    Bearbeiter: Alexander Weisel
    Betreuer: Changgong Li
    Am Fachgebiet Rechnersysteme (und an der Professur Mikrorechner der TU Dresden) wird ein SoC-Kit rund um den SpartanMC Soft-Core entwickelt. Zur einfachen Generierung des SoCs steht dem Anwender eine System-Builder-Software (jConfig) zur Verfügung. Mit Hilfe dieses Werkzeugs ist es möglich ohne detaillierte Hardware-Kenntnisse ein SoC zu erstellt.
    Bisher wird das erstelle SoC jedoch nur in Form eines Baums in der GUI von jConfig dargestellt, wodurch bei umfangreicheren Projekten leicht die Übersicht verloren gehen kann. Deshalb soll im Rahmen dieser Arbeit eine grafische Visualisierung des SoCs in jConfig integriert werden, die dem Anwender einen Überblick über alle integrierten Hardware-Module und deren Verbindungen liefert.
  • Implementierung einer Zeitwaage auf Basis des SpartanMC
    Kategorie: Bachelor-Arbeit
    Bearbeiter: Rainer Wahler
    Betreuer: Prof. Dr. Christian Hochberger
    Mit dem SpartanMC SoC-Kit wurde an der Professur Mikrorechner ein Werkzeug entwickelt, welches es erlaubt, mit geringem Aufwand ein FPGA basiertes System-on-Chip (SoC) zu entwerfen und zu programmieren.
    Am Beispiel einer so genannten Zeitwaage (Wikipedia) soll dieser Entwurfszyklus exemplarisch komplett durchlaufen werden (von der Bauteilauswahl, über das Platinendesign, bis zu Inbetriebnahme und Programmierung).

Contact

Technische Universität Darmstadt

Department of Electrical Engineering and Information Technology

Computer Systems Group

Prof. Dr.-Ing. Christian Hochberger

Merckstr. 25

64283 Darmstadt

+49 6151 16-21150

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