Entwurf und Diagnose komplexer digitaler Systeme

1. Einleitung.- 2. Einige Grundlagen digitaler Systeme.- 2.1. Symboldarstellung in Systemen.- 2.2. Symbolverarbeitung in digitalen Systemen.- 2.3. Symbolspeicherung in digitalen Systemen.- 2.4. Zeitverhalten digitaler Schaltungen.- 3. Besonderheiten komplexer digitaler Systeme und ihres Entwurfs.- 3.1. Charakteristik komplexer digitaler Systeme.- 3.2. Probleme des Entwurfs komplexer Systeme.- 4. Hierarchische Betrachtung komplexer Systeme.- 4.1. Blockkonzept.- 4.2. Systemdarstellungen.- 4.2.1. Grundlagen.- 4.2.2. Strukturelle Beschreibung.- 4.2.2.1. Matrixdarstellung.- 4.2.2.2. Listendarstellung.- 4.2.2.3. Formalisierte Sprachen.- 4.2.3. Funktionelle Beschreibung.- 4.2.3.1. Allgemeines.- 4.2.3.2. Wertetabelle.- 4.2.3.3, Analytische Beschreibung.- 4.2.3.4. Verwendung von formalisierten Sprachen.- 4.2.3.5. Zustandsgraph (Automatengraph).- 4.2.3.6. Ablaufgraphen.- 4.2.3.7. Ablaufgraphen-Sprache.- 4.2.3.8. Petri-Netze.- 4.3. Hierarchisch angewandte Sprachbeschreibung.- 4.3.1. Blockschachtelung.- 4.3.2. Schachtelung von Graphen.- 5. Entwurfsprozeß.- 5.1. Allgemeines zum Entwicklungsablauf.- 5.2. Überblick über den Entwurfsprozeß.- 5.2.1. Aufgabe.- 5.2.2. Nebenbedingungen.- 5.2.3. Hauptschritte des Entwurfsprozesses.- 5.2.4. Hierarchischer Entwurfsprozeß.- 5.3. Dekomposition und Strukturierung.- 5.3.1. Grundlagen der Dekomposition.- 5.3.2. Praktische Dekomposition.- 5.3.3. Strukturierung.- 5.3.4. Wichtige Strukturierungslösungen.- 5.3.4.1. Register.- 5.3.4.2. Schieberegister.- 5.3.4.3. Kombinatorische Elemente.- 5.3.4.4. Speicher.- 5.3.4.4.1. Allgemeines.- 5.3.4.4.2. Wahlfrei adressierbare Speicher.- 5.3.4.4.3. Seriell adressierbare Speicher.- 5.3.4.4.4. Assoziativspeicher.- 5.3.4.4.5. Verschränkte Speicher.- 5.3.4.4.6. Pufferspeicher.- 5.3.4.5. Pipeline-Struktur.- 5.3.4.6. Steuerwerke.- 5.3.4.6.1. Allgemeines.- 5.3.4.6.2. Folgesteuerung.- 5.3.4.6.3. Mikroprogrammsteuerung.- 5.3.4.7. Schaltkreise.- 5.3.4.8. Signalübertragung.- 5.3.4.8.1. Allgemeines.- 5.3.4.8.2. Serielle und parallele Übertragung.- 5.3.4.8.3. Gerichtete und ungerichtete Verbindungen.- 5.3.4.8.4. Synchrone und asynchrone Übertragung.- 5.4. Entwurfs- und Organisationsmethoden.- 5.5. Entwurfsetappen.- 5.5.1. Überblick.- 5.5.2. Systemstudie.- 5.5.3. Konzeptions- und Planungsphase.- 5.5.4. Architekturentwurf.- 5.5.4.1. Äußere Architektur.- 5.5.4.1.1. Grundlagen.- 5.5.4.1.2. Wahl der äußeren Architektur.- 5.5.4.1.3. Architekturprinzipien.- 5.5.4.2. Systeminnenarchitektur.- 5.5.4.2.1. Prinzipielles.- 5.5.4.2.2. Leistungsbetrachtungen.- 5.5.4.2.3. Strukturelle Lösung.- 5.5.4.3. Weiterentwicklung der klassischen Architektur.- 5.5.5. Blocksynthese.- 5.5.6. Register-Transfer-Entwurf.- 5.5.7. Logischer Detailentwurf.- 5.5.8. Technischer Entwurf.- 5.6. Entwurfsüberprüfung.- 5.6.1. Grundlagen.- 5.6.2. Hierarchische Blocksimulation.- 5.6.3. Spezielle Formen der Simulation.- 5.6.4. Spezielle Anwendungen der hierarchischen Blocksimulation.- 6. Diagnoseentwurf.- 6.1. Aufgabe und Besonderheiten.- 6.2. Allgemeine Grundlagen des Diagnoseentwurfs.- 6.2.1. Überblick.- 6.2.2. Fehler und Fehlermodelle.- 6.2.3. Prüfung.- 6.2.3.1. Allgemeines.- 6.2.3.2. Fehlererkennungsschaltungen (On-line-Fehlererkennung).- 6.2.3.3. Fehlererkennungsexperimente (Tests, Off-line-Fehlererkennung).- 6.2.3.3.1. Grundlagen.- 6.2.3.3.2. Testdatengenerierung.- 6.2.3.3.3. Testauswertung.- 6.2.4. Fehlerlokalisierung.- 6.2.4.1. Allgemeines.- 6.2.4.2. Fehlerkatalog.- 6.2.4.3. Signalverfolgung.- 6.2.4.4. Bewertung der Fehlerlokalisierung.- 6.2.5. Zuverlässigkeit.- 6.2.5.1. Grundlagen.- 6.2.5.2. Zuverlässigkeit zusammengesetzter Systeme.- 6.2.5.3. Redundante Systeme.- 6.3. Methodik des Diagnoseentwurfs.- 6.3.1. Bewertung der Fehlermaßnahmen.- 6.3.2. Ablauf des Diagnoseentwurfs.- 6.3.3. Zuverlässigkeitsverbesserung.- 6.3.4. Verbesserung von Prüfbarkeit und Lokalisierbarkeit.- 7. Entwurf eines Beispielsystems.- 7.1. Vorbemerkung.- 7.2. Systemstudie.- 7.3. Konzeption und Planung.- 7.4. Architekturentwurf.- 7.4.1. Allgemeines.- 7.4.2. Datentypen und -formate, Befehlsformat.- 7.4.3. Befehlssatz.- 7.4.4. Ergänzende Bemerkungen zum Architekturentwurf.- 7.5. Leistungsbetrachtungen.- 7.6. Innenarchitektur.- 7.7. Register-Transfer-Struktur.- 7.8. Mikroprogrammsteuerwerk.- 7.9. Abschließende Bemerkungen.