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Ein skalierbares und flexibles FPGA-Framework für Lehre und Rapid-Prototyping

Von:
Jan Dürre

Beschreibung

Die stark zunehmende Verbreitung von Informations- und Kommunikations-Technologie erfordert zukünftig den Einsatz neuartiger Architektur-Ansätze, um dem steigenden Bedarf nach effizienter Rechenleistung gerecht zu werden. Field Programmable Gate Arrays (FPGA) ...

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Beschreibung

Die stark zunehmende Verbreitung von Informations- und Kommunikations-Technologie erfordert zukünftig den Einsatz neuartiger Architektur-Ansätze, um dem steigenden Bedarf nach effizienter Rechenleistung gerecht zu werden. Field Programmable Gate Arrays (FPGA) haben aufgrund ihrer hohen Flexibilität und Recheneffizienz das Potential, wesentlicher Teil dieser neuen Architekturen zu sein. Der mögliche Wandel von einer hochspezialisierten Nischentechnologie zur Mainstream-Technologie erfordert zukünftig die breite Vermittlung von FPGA-Konzepten oder Kompetenzen an unterschiedlichste Zielgruppen, beispielsweise auch an Anwender. Die hohe Komplexität des FPGA-Entwurfs stellt hierbei eine wesentliche Herausforderung dar. Die vorliegende Arbeit präsentiert ein umfangreiches Werkzeug zur flexiblen und gezielten Skalierung des FPGA-Entwurfs. Die Komponenten des gezeigten Ansatzes sind geeignet die Komplexität der verschiedenen Aspekte des FPGA-Schaltungsentwurfs individuell so zu vereinfachen, dass die Vermittlung an Zielgruppen mit unterschiedlichen Vorkenntnissen möglich wird. Der erfolgreiche Einsatz des im Rahmen dieser Arbeit entstandenen Frameworks konnte anhand von mehreren Fallstudien gezeigt werden. Exemplarisch zeigt der Jugendwettbewerb INVENT a CHIP die gelungene Vermittlung von grundlegenden FPGA-Konzepten an Schülerinnen und Schüler der Jahrgangsstufen 8 bis 13. Zusätzlich ist die Vereinfachung des FPGA-Entwurfs mit Hilfe des vorliegenden Werkzeugs dazu geeignet, die Entwurfszeit in Rapid-Prototyping Projekten in erheblichem Maße zu verkürzen. Dieser Aspekt konnte anhand der Implementierung eines State-of-the-Art FPGA-Demonstrationssystems zur videobasierten Personendetektion mit Hilfe des Frameworks veranschaulicht werden.

Produktinformationen

Titel:
Ein skalierbares und flexibles FPGA-Framework für Lehre und Rapid-Prototyping
Untertitel:
Berichte aus der Elektrotechnik
Autor:
Jan Dürre
EAN:
9783844067804
ISBN:
978-3-8440-6780-4
Format:
Kartonierter Einband
Genre:
Elektronik & Elektrotechnik
Veröffentlichung:
31.07.2019
Anzahl Seiten:
200
Jahr:
2019
Lesemotiv:
Verstehen

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