Computer Architekturen und ihre Implementierung

Die integrierte Veranstaltung befasst sich mit weiterführenden Themen der Computerarchitektur und der konkreten Umsetzung von Mikroarchitekturen in digitale anwendungsspezifische Schaltungen (ASICs). Behandelte Themen umfassen beispielsweise: Privilegierte Operationen Bus-Schnittstellen Caches Memory Management Units Speicherschnittstellen Parallelismus auf Instruktionsebene Sprungvorhersage Spekulative und Out-of-Order Ausführung Schritte und Software-Werkzeuge für den ASIC-Entwurf Hardwarebeschreibung in SystemVerilog und Bluespec Da in der Veranstaltung nicht alle Themen in der Tiefe behandelt werden können, wird eine selbständige weiterführende Literaturarbeit mit den behandelten Lehrbüchern erwartet. Konkret sind das beispielsweise: Harris, Stine, Thompson, Harris; "RISC-V System Design"; Elsevier 2025 Hennessy, Patterson, Kozyrakis; "Computer Architecture: A Quantitative Approach 7th Edition"; Morgan Kaufmann 2025 In den Übungen wird der praktische Umgang mit RISC-V Programmierwerkzeugen sowie ASIC-Entwurfswerkzeugen wie OpenLane vermittelt. Darüberhinaus wird hier auch die moderne Hardware-Beschreibungssprache Bluespec vorgestellt. Die Vortragssprache in der Veranstaltung wird an die Erfordernisse der Teilnehmenden angepasst. Auf Wunsch findet die Veranstaltung auf Englisch statt, sonst auf Deutsch. Die Lehrmaterialien (z.B. Vorlesungsfolien und Übungsaufgaben sowie die Klausur) liegen nur auf Englisch vor.