Kursplan för Omkonfigurerbar datoranvändning

Kursplan fastställd 2022-01-28 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnReconfigurable computing
  • KurskodDAT480
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareMPHPC
  • UtbildningsnivåAvancerad nivå
  • HuvudområdeDatateknik
  • InstitutionDATA- OCH INFORMATIONSTEKNIK
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Engelska
  • Anmälningskod 86117
  • Max antal deltagare50
  • Blockschema
  • Sökbar för utbytesstudenterJa
  • Endast studenter med kurstillfället i programplan.

Poängfördelning

0121 Laboration 4 hp
Betygsskala: TH		 4 hp
0221 Tentamen 3,5 hp
Betygsskala: TH		 3,5 hp
  • 09 Jan 2023 fm J
  • 03 Apr 2023 em J
  • 24 Aug 2023 em J

I program

Examinator

Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

Behörighet

Grundläggande behörighet för avancerad nivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Engelska 6
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

Matematik (innehållande Matematiskanalys (minst 7,5 hp), Linjär algebra (minst 7,5 hp)) och Programmering i ett generellt programmeringsspråk (t.ex. C/C++/Java/Haskell eller liknande (minst 7,5 hp)), Grundläggande datorteknik (minst 7,5 hp)), samt en av följande kurser: Diskret matematik och/eller Matematisk statistik och/eller Sannolikhetslära och/eller Algoritm och/eller Datastrukturer (minst 7,5 hp).

Syfte

Denna kurs syftar till att introducera studenter till ämnet Omkonfigurerbar datoranvändning. Kursen kommer att erbjuda en balanserad inblick i teoretiska trender och praktiska erfarenheter inom omkonfiguerbar teknologi. Utöver grundläggande koncept kommer studenterna även att lära sig avancerade ämnesområden inom omkonfigurerbar datoranvändning, programmeringsparadigmer, organisationer, arkitekturer, designverktyg och metoder.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)


1.    Kunskap och förståelse

⦁    beskriva omkonfiguerbara enheter, arkitekturer och system. (föreläsningar; tentamen)
⦁    känna igen funktionen och användningsområden av omkonfiguerbara tekniker. (föreläsningar; tentamen)
⦁    identifiera applikationsegenskaper som lämpas för omkonfiguerbara enheter. (föreläsningar; tentamen, laborationer)
⦁    identifiera olika datoranvändningsmodeller för omkonfiguerbara system och veta hur de anpassas till specifika applikationskaraktäristik. (föreläsningar; tentamen, laborationer)

2.    Färdighet och förmåga

⦁    lösa ett designproblem genom omkonfiguerbar datoranvändning. (applikationsanalys, designlösningar, implementeringsalternativ). (laborationer; laborationer)
⦁    använda moderna verktyg för att designa och implementera lösningar i omkonfiguerbara hårdvara. (laborationer; laborationer)
⦁    använda moderna verktyg för att utföra omkonfigurering av hårdvara. (föreläsningar; laborationer; laborationer)
⦁    mäta prestandan och energikostnaderna av en hårdvarudesign som är implementerad i omkonfiguerbar hårdvara. (laborationer; laborationer)

3.    Bedömning och förhållningssätt

⦁    utvärdera för- och nackdelar av omkonfigurerbar datoranvändning jämfört med andra datoranvändningsalternativ. (föreläsningar; tentamen)
⦁    jämföra olika typer av omkonfigurerbara enheter, arkitekturer och system. (föreläsningar; tentamen)
⦁    jämföra olika datoranvändningsmodeller för omkonfigurerbara system. (föreläsningar; tentamen)
⦁    kritiskt utvärdera och bedöma en applikationsimplementering som är mappad till ett omkonfigurerbart system. (föreläsningar; laborationer)

Format: ”Avsedda lärande mål. (berörd student aktivitet; berörd bedömingsmetod)”.

Innehåll

Kursens beståndsdelar innefattar bl.a. : Omkonfigurerabar beräkningshårdvara (enheter, arkitekturer, system), Programmering av omkonfigurerbara enheter och hantering av omkonfigurering, Designverktyg och -metoder, Applikationsspecifik accelerering, Energieffektivitet samt Feltolerans. Särskild vikt läggs vid applikationsspecifik accelerering m.h.a. omkonfigurerbar teknologi.

Specifikt kursinnehåll:

- Omkonfigurerbar hårdvara
      ⦁    Omkonfigurerbara enheter,
      ⦁    Omkonfigurerbara arkitekturer,
      ⦁    Omkonfigurerbara system,

- Programmering av omkonfigurerbara system
      ⦁    Beräkningsmodeller, t.ex. streaming och SIMD,
      ⦁    VHDL programmering,
      ⦁    Högnivåsyntes (High Level Synthesis, HLS)
      ⦁    Partiell och dynamisk omkonfigurering

- Applicering av lösningar till omkonfigurerbara plattformar

- FPGA-applikationer
      ⦁    Applikationsegenskaper,
      ⦁    Uppdelning mellan mjuk- och hårdvara,
      ⦁    Fallstudier: t.ex. nätverkshantering, strömbehandling, maskininlärning

- Andra relaterade tillväxtområden: t.ex.
     ⦁    Minnes-centrerad design
     ⦁    Defekt- och feltolerans

Organisation

Kursen består i huvudsak av föreläsningar och laborationer.

Det kommer att hållas ungefär 12 föreläsningar (cirka 2 föreläsningar per vecka).

Det kommer att hållas laborationer i grupper om 2 studenter inom: (i) användning av relevanta EDA verktyg, (ii) programmering och omkonfigurering av omkonfigureringsbara enheter, (iii) applikationsaccelerering genom användning av omkonfigureringsbara enheter.

Undervisningsspråket i kursen är engelska.

Litteratur

Föreläsning slides samt följande kompletterande böcker:

Reconfigurable Computing: The Theory and Practice of FPGA-Based Computation, 1st edition
by Scott Hauck and André DeHon
Hardcover ISBN: 9780123705228, eBook ISBN: 9780080556017
Published: Morgan Kaufmann, 2007
Tillgänglig online via Chalmers bibliotek

Examination inklusive obligatoriska moment

Kursen examineras genom en individuell skriftlig tentamen som utgör 3,5 samt en laborationsprojektuppgift som utgör 4 hp.

Laboration momenten utförs i grupper av normalt 2 studenter och är betygsatta med underkänd (U), 3, 4, 5.

Betygsskalan för tentamen samt hela kursen består av U, 3, 4, 5.

Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.