Prozessordesign für KI-Anwendungen

Der Kurs konzentriert sich darauf, alle Schritte (von der Systemebene bis zur Transistorebene) abzudecken, die zum Entwerfen, Modellieren, Verifizieren, Implementieren und Testen eines Siliziumsystems für Anwendungen mit künstlicher Intelligenz (KI) erforderlich sind. Es zielt auf diesen leeren Raum ab und beabsichtigt, die Lücke zwischen System- und Schaltungsdesignern, Technologen und Physikern zu schließen. Dieser Kurs soll Studenten helfen, sachkundig in diesem Bereich zu arbeiten und vielversprechende Geräte-, Schaltungs- und Systemdesigner zu werden, die bereits Grundkenntnisse der Mikroelektronik erworben haben.

Das Thema wird mit konfigurierbaren Allzweckprozessoren und dem Entwurf kundenspezifischer Hardwarebeschleuniger für KI-Anwendungen angegangen. Der Entwurfsablauf beginnt mit einem Funktionsmodell auf Systemebene, in dem wichtige Funktionsblöcke definiert sind und keine Zeitangaben gemacht werden. Anschließend werden alle zuvor beschriebenen Funktionalitäten auf Hardware abgebildet und bis auf Schaltungsebene definiert (Register-Transfer-Level-Synthese). An diesem Punkt ist ein zyklusgenaues Modell des Systems bereit für die Synthese unter Verwendung von Standard-CMOS-Logikgattern (Technologieabbildung). Sobald die Schaltung synthetisiert ist, wird die physische Ansicht (Layout) der Hardware unter Verwendung von Transistoren und Verbindungen erstellt. Die funktionale Korrektheit des Designs muss auf allen drei Ebenen (System, Schaltung und Transistor) verifiziert werden. Schließlich muss das System auf zufällige und systematische Fehler getestet werden.