System-on-Chips für das 21. Jahrhundert

TECHNISCHE UNIVERSITÄT
DARMSTADT
System-on-Chips für das 21. Jahrhundert
Industriekolloquium Datentechnik, FB18, im Sommersemester 2010 (2CP)
Die fortschreitende Hochintegration von Funktionen in „Systems-on-Chip“ (SoC) wird als die
erfolgversprechenste Möglichkeit betrachtet, um immer leistungsfähigere und dabei
kostengünstigere komplexe integrierte elektronische Systeme herzustellen. Immer kleiner
werdende Strukturen der Halbleiterbauelemente ermöglichen die Integration von mittlerweile
mehr als einer Milliarde Transistoren und passiver Bauelemente, und ermöglichen die
Realisierung von analogen und digitalen Funktionen in einem Gehäuse. Die enorme
Komplexität stellt immer höhere Anforderungen an den Entwicklungs-, Verifikations- und
Testprozess, sowie an die Modellierung der Bauelemente und Teilsysteme. Die TU Darmstadt
bereitet die Studenten auf neue Herausforderungen in diesem Themenumfeld durch moderne
Vorlesungen sowie eine Beteiligung an Forschungsvorhaben in Seminaren, Bachelor- und
Masterarbeiten vor. Um den Studierenden der TU Darmstadt, aber auch externen
Interessenten aus Industrie und Forschung einen Einblick in aktuelle Aufgabenstellungen zu
geben, veranstalten die Fachgebiete „Integrierte Elektronische Systeme“ und
„Rechnersysteme“ zusammen mit den Fachgebieten „Integrierte Schaltungen und
Systeme“ und „Eingebettete Systeme und ihre Anwendungen“ ein Industriekolloqium im
Sommersemester 2010 mit insgesamt sieben Vorträgen. Experten aus der Industrie werden an
u.g. Terminen (jeweils dienstags) Vorträge zu aktuellen Aufgabenstellungen aus dem Umfeld
„System-on-Chip“ halten.
Zeit und Ort:
Jeweils dienstags (siehe Tabelle), von 17:10 bis ca. 18:25 Uhr
Sommersemester 2010
Raum S306/053, Merckstrasse 25 (Hans-Busch-Institut)
Technische Universität Darmstadt
Keine Anmeldung erforderlich.
Für Studierende: bitte beachten Sie die Bedingungen zur Anrechnung als Prüfungsleistung.
Veranstalter:
Leitung: Prof. Dr.-Ing. Hans Eveking (FG Rechnersysteme) und Prof. Dr.-Ing. Klaus
Hofmann (FG Integrierte Elektronische Systeme)
Prof. Dr.-Ing. Sorin Huss (FG Integrierte Schaltungen und Systeme)
Prof. Dr.-Ing. Andreas Koch (FG Eingebettete Systeme und ihre Anwendungen)
In Kooperation mit
ƒ VDE/VDI GMM
ƒ mst-Netzwerk Rhein-Main
ƒ IHK Darmstadt Rhein-Main-Neckar
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Vorträge
Datum
Vortragstitel
Firma
Vortragende(r)
20.4.
SoC Verification in an
Industrial Setting
Wireless communication –
successful differentiation by
innovation
Entwicklung eines
intelligenten FlexRay
Sternkopplers
Design for Test für
mikroelektronische Produkte
Formal Verification in the
Design of Automotive SoCs Best Practices and Challenges
Hoch-integrierte Systeme für
den Mobilfunk
OneSpin Solutions
Dr. Claudia Blank
Infineon
Technologies AG
Armin Mrasek
Audi AG
Paul Milbredt
Infineon
Technologies AG
Robert Bosch
Dr. Jürgen Alt
Infineon
Technologies AG
Dr. Jens Kissing
27.4.
11.5.
18.5.
22.6.
29.6.
Dr. Slava Bulach
Abstracts:
20.4.2010
Titel: "System-On-Chip Verification in an Industrial Setting"
Looking at semiconductor industry, verification is the number one challenge to be solved. It
represents the critical path of every System-on-Chip (SoC) project and takes the lion's share
of today's project resources. Functional hardware verification is a difficult and demanding
task. Even though about 70% of development time is said to be spent on verification tasks,
more than 60% of all ASIC development projects require respins, mostly due to functional
errors. Electronic Design Automation (EDA) industry serves hardware development and
verification engineers with sophisticated verification methods and well developed tools.
Today, for young professionals verification skills are as important as hardware development
itself.
Basically, most functional verification is done based on dynamic simulation. The problem of
overlooking errors from too directed examination of the design’s behavior has been reduced
significantly by the introduction of constrained randomized simulation techniques and highly
developed testbench automation concepts. Even if today’s testbench concepts like
SystemVerilog, e.g., allow for flexible and efficient modeling and sophisticated coverage
analysis, the functional verification by dynamic simulation is still non-exhaustive, causes high
efforts in testbench design and consumes a deal in simulator runtime.
Static formal verification techniques overcome the insufficiencies of simulation in reliability
by proving a design’s behavior and its correct functionality instead of observing selected
traces and hunting bugs. For example, experience shows that formal assertion based
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verification (ABV) can significantly contribute to reduction in effort and improvement of
quality in verification.
This presentation will give an introduction to state-of-the-art System-on-Chip verification
techniques. You will get a view on which type of problems can be solved and which
limitations one has to face.
Also, we will glance at verification planning, application areas, typical verification problems,
when to select which technique, drawbacks, and obstacles.
Vortragende: Dr. Claudia Blank (OneSpin Solutions)
27.4.2010
Titel: "Wireless communication – successful differentiation by innovation"
The rise of the wireless internet is the megatrend in communication industry. Mobile
communication devices will be the dominant platform for information access, gaming, music
and spending time with distant friends. About 5 bn or three quarters of the world population is
using mobile phones. Internet enabled mobile phones at affordable cost will be the most
common internet access device in the near future. At the high end powerful and versatile
smartphones need faster and more energy efficient semiconductors.
The presentation will start with a brief summary of the paradigm shifts in the “mobile world”
from voice calls to data transmission and the current situation in the renascent mobile
ecosystem. The entry of powerful internet and consumer brands and now even luxury
designer brands into the mobile handset arena mark the start of a new era changing the
dynamics in this field and results in a stronger battle than ever to control the wireless value
chain.
Today, fabless or fab-lite business models are common in the wireless semiconductor value
chain. In this model vendors differentiate though services, architectures, design but also their
capability to extract maximum product benefits in density, power consumption, performance,
functionality and robustness/yield from a standard CMOS process. In the highly competitive
mobile phone market growth and profit depends on differentiation by innovation. This
requires technology know-how being effectively transferred into the design system and
application specific device structures to create optimized circuits.
Vortragender: Armin Mrasek (Infineon Technologies AG)
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11.5.2010
Titel: " Entwicklung eines intelligenten FlexRay Sternkopplers "
In der Abteilung Fahrzeugvernetzung der Elektronikentwicklung der AUDI AG wird derzeit
untersucht, wie das Konzept eines Ethernet Switches auf das fehlertolerante, zeitgesteuerte
FlexRay-Bussystem übertragen werden kann. In dem Vortrag wird das Konzept dargestellt
und die Auswirkungen untersucht. Insbesondere werden die Schwierigkeiten beim Scheduling,
der Systemauslegung und Architektur diskutiert. Zum Abschluß wird eine mögliche
Implementierung auf einem FPGA vorgestellt, in der auch die Kompatibilität zum FlexRayStandard 2.1A gezeigt wird.
Vortragender: Paul Milbredt (Audi AG)
18.5.2010
Titel: "Design-for-Test für mikroelektronische Produkte"
Die Mikroelektronik-Industrie versorgt die Anbieter von elektronischen Geräten mit
Bausteinen hoher Funktionalität. Trotz ständig wachsender Funktionalität dürfen die Kosten
nicht steigen und die notwendige Qualität muss sichergestellt sein. Dieser Vortrag diskutiert
den Einfluss des Produktionstests für mikroelektronische Produkte auf Kosten und Qualität.
Dabei wird verdeutlicht, dass diese Parameter bereits beim Schaltungsentwurf berücksichtigt
werden müssen. Zur Reduktion der Kosten für den Produktionstest stehen strukturierte
Design-for-Test Methoden zur Verfügung. Diese Methoden werden im Schaltungsentwurf mit
dem Ziel verwendet, die Komplexität der Testaufgabe so zu reduzieren, dass ein
kostenoptimierter und qualitativ hochwertiger Produktionstest möglich ist. Die Methoden
werden im Vortrag eingeführt und die Bedeutung für ein realisiertes Produkt aufgezeigt.
Der Vortrag vermittelt theoretische Konzepte und gibt Einblicke in die industrielle Praxis.
Vortragssprache ist deutsch, Handouts in englischer Sprache werden bereitgestellt.
Vortragender: Dr. Jürgen Alt (Infineon Technologies AG, Neubiberg b. München)
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22.6.2010
Titel: "Formal Verification in the Design of Automotive SoCs - Best Practices and
Challenges”
The complexity of modern automotive Systems-on-Chips (SoC) grows at the comparable rate
as integrated circuits in other application domains in close correlation with the self-fulfilling
prophecy of Moore's Law. It is becoming quite common to see sophisticated digital blocks,
such as processors or microcontrollers, situated on the same die right next to large
analog/mixed-signal (AMS) blocks. It is practically impossible to achieve the required quality
of IC's intended for safety-critical applications without advanced verification approaches such
as formal verification. Besides mature equivalence checking techniques novel property
checking methodologies steadily fighting their way into the mainstream. As they become part
of the established verification flow the necessity to push verification limits even further brings
up multitudes of exciting new challenges.
Vortragender: Dr. Slava Bulach (Robert Bosch GmbH)
29.5.2010
Titel: „Hoch-integrierte Systeme für den Mobilfunk“
Der Vortrag beginnt mit einer Vorstellung des Mobilfunkmarktes, seiner Entwicklung und
aktuellen Trends. Hieraus werden die Anforderungen an den Hersteller des Mobiltelefons
sowie der Komponenten abgeleitet. Es wird der Aufbau einer Mobiltelefons erklärt und das
Herz des Telefons, der sogenannte „Baseband-Radio-Chip“ näher beleuchtet. Zahlreiche
Graphiken werden hierbei den Aufbau des Mobiltelefons veranschaulichen. Anschließend
wird die Entwicklung eines solchen Micro-Chips von der Produktidee bis zur
Volumenproduktion vorgestellt. Der Vortrag schließt mit einer kurzen Vorstellung Infineons
als möglicher Arbeitgeber ab.
Vortragender: Dr. Jens Kissing (Infineon Technologies AG, Duisburg)
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