Zur Beschreibung elektronischer Systeme hat SystemC inzwischen eine festen Platz in der Entwurfslandschaft gefunden. Ein wesentlicher Vorteil eines SystemC-Modells ist die bereits vorhandene Möglichkeit einer Simulation. Neben der rein funktionalen Simulation zur Entwurfsvalidierung ergeben sich für eine Simulation mit injizierten Fehlern zusätzliche Herausforderungen. In dieser Arbeit werden diverse Techniken zur Fehlerinjektion in SystemC vorgestellt. Einige vergleichende Experimente helfen diese Techniken zu bewerten. Anschließend werden einige Modelle präsentiert, die es gestatten, SystemC auch auf niederen Ebenen des Hardwareentwurfs einzusetzen. Mit den vorgeschlagenen Methoden eröffnet sich hiermit die Möglichkeit einer genauen Untersuchung zur Auswirkung von Hardwarefehlern in digitalen Schaltungen mit Hilfe von SystemC.

Beim analogen Schaltungsentwurf werden zur Dimensionierung der Bauelemente Optimierungstools eingesetzt, um eine optimale Performance und maximale Robustheit zu erreichen. Beginnend mit einer Anfangslösung berechnen diese Tools iterativ bessere Lösungen. Dabei kann eine gute Anfangslösung die Rechenzeit stark verkürzen und den Optimierungserfolg verbessern. Untersuchungen haben gezeigt, dass die Optimierung wesentlich leichter zu beherrschen ist, wenn an den Bauelementen bestimmte DC-Bedingungen (Constraints) erfüllt sind. In diesem Beitrag wird gezeigt, wie durch graphentheoretische Ansätze die optimalen Knotenspannungen und Zweigströme mit geringem Rechenaufwand ermittelt werden und daraus die Dimensionierung der Bauelemente als gute Startlösung für Optimierungstools berechnet wird.

Software-basierte Selbsttest (SBST) Konzepte für Prozessoren werden zunehmend interessant nicht nur durch die At-Speed Test Problematik. Auch bezüglich Stromaufnahme und Testzeit bietet dieses Testkonzept gegenüber dem Standard Verfahren wie etwa Scan-Test Vorteile. Als grundsätzlich problematisch ist die Erzeugung solcher software-basierten Testroutinen anzusehen, da bislang kein geeigneter einheitlicher Entwurfsprozess vorliegt. Deshalb wurde exemplarisch für einen einfachen 16-bit Prozessorkern sowohl eine manuelle rein funktional erstellte SBST und eine automatisch generierte auf Strukturinformationen basierende SBST untersucht um die Möglichkeiten und Grenzen eines solchen Ansatzes aufzuzeigen.

In diesem Beitrag wird eine Methode zur Beschreibung von Kostenfaktoren und deren Verknüpfung über Hierarchiegrenzen hinweg dargestellt. Sie eignet sich sowohl für rein digitale Systeme mit Softwareanteilen als auch für gemischt analog/digitale Systeme. Damit ist sie im Hardware-Software Codesign und im Analog-Digital Codesign zum Vergleich verschiedener Systemkompositionen anwendbar. Die Implementierung mit C++ ermöglicht neben einer Nutzung mit digitalem SystemC auch den Einsatz mit der analogen SystemC-Erweiterung SystemC-AMS und vereinfacht die Nutzung gegenüber einer vorhandenen VHDL-Implementierung. Als Anwendungsbeispiel fungieren Komponenten eines Systems zur Inertialnavigation.

Beim Aufbau von konfigurierbaren wafer-scale Systemen für pulsgekoppelte neuronale Netze werden hohe Anforderungen an die Kommunikation zwischen einzelnen Komponenten gestellt. Zur Unterstützung des Hardwareentwurfs, aber auch um die parallele Entwicklung der Software zu ermöglichen, können Simulationsmodelle verwendet werden. Der Aufbau der Architektur und die Implementierung als SystemC-Modell werden beschrieben. Aus der Simulation sind Rückschlüsse auf die Architektur möglich, es ergeben sich aber auch Anforderungen an die zu entwickelnde Softwareumgebung.

Mit sinkenden Strukturgrößen in der Mikroelektronik steigt die Wahrscheinlichkeit für transiente Störeffekte durch elektromagnetische Kopplung und durch Partikel-Strahlung an. Damit wird die gezielte Härtung kritischer Schaltungsteile oder die Implementierung von Fehlertoleranz-Eigenschaften notwendig. Speicherzellen, Latches und Flip-Flops gelten als besonders gefährdet. Fehlertolerant aufgebaute Latches und Flip-Flops benötigen stets mehrere Speicherelemente. Damit liegt die Möglichkeit nahe, Scan-Pfad-Elemente aufzubauen, die auch dynamische Tests unterstützen können.

Die Entwicklung von Telekommunikationsnetzwerken unterliegt einer Reihe von Herausforderungen. Hohe Komplexität, hohe Bandbreite mit veränderlichen Anforderungen, kurze Entwicklungszyklen und sich ständig ändernde Marktanforderungen sind verbunden mit sich immer schneller ändernden Standards. Daraus resultieren hohe Risiken für die Entwicklung von Kommunikationslösungen. Die Kombination von rekonfigurierbaren und ASIC-Technologien bietet eine Möglichkeit, die Vorteile der ASICTechnologie weitestgehend zu erhalten und dem Risiko von Standardänderungen und Designfehlern zu begegnen. Dieser Beitrag stellt anhand eines Ethernet-verarbeitenden SoC eine Möglichkeit vor, paketorientierte Netzwerkknoten hinsichtlich zukünftiger Änderungen flexibel zu implementieren. Der Netzwerkknoten kann über spezielle Ethernet-Pakete rekonfiguriert und somit an geänderte Anforderungen angepasst werden.

Anforderungen an zukünftige diensterbringende Systeme sind vor allem Flexibilität, Anpassungsfähigkeit und Ausfallsicherheit. Eine aus der Software- (SW) Technologie bekannte Technik zur Umsetzung solcher Anforderungen für diensterbringende Systeme ist die Agenten-Technologie. Ziel des Beitrages ist es, Eigenschaften der SW-Agentensysteme in Hardware (HW) umzusetzen. Für die als HW-Agentensysteme bezeichneten diensterbringenden Systeme werden Architekturkonzepte, deren Bereitstellung und Implementationsvarianten beschrieben.

Es wird ein Ansatz zur zeitbeschränkten Ablaufplanung für VLIW-Prozessoren mit neuronalen Netzen vorgestellt. Bestehende Arbeiten werden dahingehend erweitert, dass der Datenpfad des Prozessors über heterogene funktionale Einheiten verfügen und geclustert sein darf. Es werden zwei Varianten zur Lösung des Problems angegeben, deren Qualität mit einem heuristischen Ansatz verglichen wird und Schlussfolgerungen bezüglich der Nutzbarkeit neuronaler Netze gezogen.

Im Rahmen des FACETS-Projektes ist die optimierte Abbildung neuronaler Netzwerke durch spezielle Algorithmen auf dafür konzipierte Hardware notwendig, um die Simulation plastischer und pulsierender Modelle zu ermöglichen. Die Erstellung der biologischen und Hardware- Modelle sowie die Konzeptionierung und Analyse der Algorithmen werden in dieser Arbeit vorgestellt.