Design of Electronic Circuits and Systems (DECS)

Halbleiterbauelemente sind seit mehr als 40 Jahren die treibende Kraft hinter bedeutenden technologischen Errungenschaften und sind die Schlüsseltechnologie für die Entwicklung neuer Systeme zur Lösung der wichtigsten Probleme der Menschheit, insbesondere in den Bereichen Energieverteilung und -versorgung, Elektromobilität, Sicherheit, Gesundheitswesen und Kommunikation. Die Integration einer zunehmenden Anzahl von Funktionen auf einem Chip mit dem Ziel, den Stromverbrauch und die Kosten zu senken und gleichzeitig die Geschwindigkeit zu erhöhen, ist seit vielen Jahren ein starker und anhaltender Trend. Um nicht nur jetzt, sondern auch in Zukunft an der Spitze der technologischen Entwicklung zu stehen und den Marktanteil auf den hart umkämpften globalen Märkten zu erhöhen, ist es von entscheidender Bedeutung, Kompetenzen und Fähigkeiten im Bereich des Entwurfs integrierter Schaltungen und Systeme zu erhalten und weiterzuentwickeln. Das Kompetenzzentrum DECS (Design of Electronic Circuits and Systems) befasst sich in Forschung und Lehre mit dem Entwurf und den Entwurfsmethoden für integrierte Schaltungen auf allen Abstraktionsebenen.


Zielsetzung

  • DECS vereint die erforderlichen Kompetenzen, Methoden und Entwurfsumgebungen für die Ausbildung und Forschung im Bereich neuer Lösungen auf Halbleiterbasis.

  • DECS entwickelt und vermittelt umfassende Fähigkeiten, Entwurfsumgebungen und Lösungsansätze für den Aufbau integrierter Schaltungen und Systeme für Bereiche wie Kommunikation, Sensorik, medizinische Elektronik, Robotik, eingebettete Systeme und Neuro-Engineering.


Kernkompetenzen

  • Prozessorkern Design:
    • RISC-V Prozessorkerne mit Sicherheitserweiterungen
    • Embedded Machine Learning auf RISC-V Basis
  • Multi-Core SoCs:
    • Networks-on-Chips (NoCs)
    • Speicherarchitekturen
  • Designmethoden für die Systemebene
    • HW/SW Codesign
    • Virtual Prototyping & TinyML
    • Instruction Set Simulation
  • HW Beschleuniger
    • Beschleuniger für MPSoCs
    • Beschleuniger für Security Primitive
    • Beschleuniger für Post-Quanten Sicherheit
  • Brain-inspired Computing für Effiziente KI
    • Brain-Inspired Hyperdimensional Computing
    • Technologie/Algorithmus Codesign
    • Training von DNNs unter Berücksichtigung von Fehlern
    • Neuromorphic Computing

  • Chip- und Schaltungsdesign
    • Coprocessoren und Primitive für Informationssicherheit
    • Schaltungen zur Ausnutzung hardwareintrinsischer Eigenschaften (Zufallszahlengeneratoren, Physical Unclonable Functions)
    • RISC-V Instruction-Set-Erweiterungen
    • Integrierte Mixed Signal Systeme für Sensor- und Kommunikationsschnittstellen
    • Analog-to-Digital Converter
    • Neu Hardware Ansätze für KI, z.B. Machine Learning für das IoT (TinyML)
    • Compute-in-Memory Schaltungen
  • Design Methodoik
    • Chip Reverse Engineering
    • Hardware Trojaner Erkennung
    • Circuit Obfuscation (e.g., Timing Camouflage)

  • Chip- und Schaltungsdesign:
    • Analog Front-End Verstärker
    • Integrierte Sensoren (Stress, Impedanz, Hall)
    • Mixed-mode Edge-AI mit NVM Synaptic Memory
    • Flexible Clock Generierung (Phased-Locked-Loops)
    • Analoge und Digitale Low-Power-CMOS-Schaltungen
    • Neue Logic-in-Memory Zellen
    • Zukunftstechnologien und Beyond CMOS
    • Schaltungsdesign unter Berücksichtigung von Zuverlässigkeits- und Temperaturaspekten
  • Design Methodology
    • Full-Custom Design Flow (Cadence) von Schematic bis Layout und Back-Annotation
    • Experimentelle Characterisierung der Performanz analoger Komponenten auf einem Chip/Wafer und im Anwendungskontext (Demo-Boards)
    • Ausbeuteoptimierung für Schaltungen
    • Entwurfsautomatisierung für Analogschaltungen
    • (Virtual) Prototyping von Sensor- und Aktorsysthemen
    • Technologie CAD (TCAD) Modellierung
    • Techniken zur Erhöhung der Zuverlässigkeit



Mitglieder von DECS

Prof. Sigl, Sprecher


Picture of Georg Sigl

Chair of Security in Information Technology (Prof. Sigl)

Prof. Amrouch


Picture of Hussam Amrouch

Associate Professorship of AI Processor Design (Prof. Amrouch)

Prof. Brederlow


Picture of Ralf Brederlow

Chair of Circuit Design (Prof. Brederlow)

Prof. Gräb


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Chair of Electronic Design Automation (Prof. Schlichtmann)

Prof. Hagelauer


Picture of Amelie Hagelauer

Chair of Micro- and Nanosystems Technology (Prof. Hagelauer)

Prof. Herkersdorf


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Chair of Integrated Systems (Prof. Herkersdorf)

PD Dr.-Ing. habil. Pehl


Picture of Michael Pehl

Chair of Security in Information Technology (Prof. Sigl)

Prof. Schlichtmann


Picture of Ulf Schlichtmann

Chair of Electronic Design Automation (Prof. Schlichtmann)

Prof. Schrag


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Associate Professorship of Microsensors and Actuators (Prof. Schrag)

Prof. Schulz


Foto von Martin Schulz

Informatik 10 - Lehrstuhl für Rechnerarchitektur & Parallele Systeme (Prof. Schulz)

Prof. Stechele


Picture of Walter Stechele

Chair of Integrated Systems (Prof. Herkersdorf)

Prof. Trinitis


Foto von Carsten Trinitis

Informatik 10 - Lehrstuhl für Rechnerarchitektur & Parallele Systeme (Prof. Schulz)

Prof. Wille


Picture of Robert Wille

Chair of Design Automation (Prof. Wille)

PD Dr.-Ing. habil. Li


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