Energieeffizienz in eingebetteten Systemen (EEE)

Prof. Dr.-Ing. Ulf Kulau

Inhalt

Auf dem Gebiet der Informatik haben wir nur eingeschränkte Möglichkeiten auf die Effizienz der Hardware direkt einzuwirken, bzw. sind abhängig von den Herstellern (bspw. von Mikrocontrollern). Um jedoch das volle Potential der uns gestellten Hardware auf Systemebene auszunutzen, benötigen wir ein tiefergehendes Verständnis über die Hintergründe, Prozesse und Mechanismen von Verlustleistungen in eingebetteten Systemen. Woher kommt die Verlustleistung, was passiert auf Hardware-Ebene, welche Mechanismen kann ich direkt/indirekt nutzen, welchen Tradeoff zwischen Flexibilität und Effizienz habe ich,... sind nur einige Fragen, welche in dieser Veranstaltung erarbeitet und diskutiert werden sollen. In der Vorlesung und der dazugehörigen Übung werden folgende Lehrinhalte vermittelt:

• Motivation und Verlustleistung von Halbleitern
• Verlustleistung digitaler Schaltungen
• CMOS
• Power Management in Hard- und Software (Sleep Modes, DVS, FS, Undervolting)
• Energieeffizientes Systemdesign (Anwendungen)
• Energy Harvesting und Transiently Powered Computing (TPC)

Ergänzt wird die Veranstaltung durch eine Projektbasierte Übung, bei der auf einer Energy-Harvesting Plattform (AVR Mikrocontroller) erlernte Aspekte praktisch umgesetzt werden.

Vorkenntnisse

• Technische Informatik (notwendig)
• Programmierkenntnisse in C (notwendig)
• Rechnerarchitekturen (empfohlen)
• Hohe Motivation und Interesse an der Thematik

Semesterplan

Literatur

EWME Conference
Course: Energy Efficiency in Embedded Systems – A System-Level Perspective for Computer Scientists

Ulf Kulau12th European Workshop on Microelectronics Education (EWME), 20182018.
10.1109/EWME.2018.8629441 [BibTex]

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BibTex Entry

@inproceedings{kulau:ewme2018,
author = {Ulf Kulau},
booktitle = {12th European Workshop on Microelectronics Education (EWME), 2018},
doi = {10.1109/EWME.2018.8629441},
entrysubtype = {Conference},
ibrauthors = {kulau},
month = {September},
organization = {IEEE},
pages = {1–6},
title = {{Course: Energy Efficiency in Embedded Systems – A System-Level Perspective for Computer Scientists}},
year = {2018},
}

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Low power design essentials

Jan RabaeySpringer Science & Business Media2009.
[BibTex]

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BibTex Entry

@book{rabaey2009low,
author = {Rabaey, Jan},
publisher = {Springer Science \& Business Media},
title = {Low power design essentials},
year = {2009},
}

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Cmos vlsi design

David Harris, N Westeed: Pearson Education, Inc2010.
[BibTex]

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BibTex Entry

@article{harris2010cmos,
author = {Harris, David and Weste, N},
journaltitle = {ed: Pearson Education, Inc},
title = {Cmos vlsi design},
year = {2010},
}

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Evaluation

Insgesamt wurde der Kurs mit 1.0 (n=7) bewertet. Alle Ergebnisse sind [hier]