Inhalt

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   Symbolverzeichnis
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   Glossar und Abkürzungsverzeichnis
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   1 Einleitung
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   1.1 Überblick
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   1.2 Motivation
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   1.3 Struktur der Arbeit
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   1.4 Anmerkungen und Schreibweisen
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   2 Grundlagen und Anwendungsgebiete von FPGAs und FPGA-Clustern
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   2.1 Grundlagen der FPGA-Technologie
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   2.2 Anwendungsgebiete von FPGAs
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   2.2.1 Bildverarbeitung
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   2.2.2 Bioinformatik
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   2.2.3 Data-Mining
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   2.2.4 Datenerfassung
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   2.2.5 Finanzwirtschaftliche Anwendungen
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   2.2.6 Fuzzylogik
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   2.2.7 Kryptologie
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   2.2.8 Mathematik
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   2.2.9 Medizintechnik
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   2.2.10 Nachrichtentechnik
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   2.2.11 Netzwerktechnik
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   2.2.12 Neurocomputing
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   2.2.13 Physikalische Simulationen und Datenerfassung physikalischer Vorgänge
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   2.2.14 Prototyping mikroelektronischer Schaltungen
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   2.2.15 Prozessorentwurf
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   2.2.16 Regelungstechnik
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   2.2.17 Robotik und mechatronische Systeme
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   2.2.18 Scheduling
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   2.2.19 Simulationen
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   2.2.20 Anwendungen im Weltraum
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   2.2.21 Spieltheoretische Anwendungen
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   2.2.22 FPGAs als Testmustergeneratoren
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   2.3 Anwendungsgebiete von FPGA-Clustern
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   2.3.1 Bildverarbeitung
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   2.3.2 Bioinformatik
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   2.3.3 Datenerfassung
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   2.3.4 Data-Mining
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   2.3.5 Finanzwirtschaftliche Anwendungen
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   2.3.6 Kryptologie
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   2.3.7 Medizintechnik
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   2.3.8 Neurocomputing
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   2.3.9 Physikalische Simulationen und Datenerfassung physikalischer Vorgänge
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   2.3.10 Simulationen
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   2.3.11 Prototyping mikroelektronischer Schaltungen
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   2.3.12 Prozessorentwurf
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   2.4 Zusammenfassung
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   3 Modellierung der Cluster-Kommunikationsinfrastruktur
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   3.1 Grundlegende Begriffe der Graphentheorie
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   3.2 Allgemeine Bestimmung der Verbindungsvarianten
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   3.3 Allgemeine Bestimmung der Cluster-Topologien
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   3.4 Topologieoptimierung
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   3.4.1 Ausgewählte regelmäßige Topologien
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   3.4.2 Gegenüberstellung von regelmäßigen und optimierten Topologien
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   3.5 Zusammenfassung
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   4 Stand der Technik von FPGAs und FPGA-Clustern
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   4.1 Definition von FPGA-Clustern
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   4.2 FPGA-Cluster-Systeme
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   4.2.1 FPGA-Cluster mit dediziertem Anwendungsgebiet
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   4.2.2 Allgemeine FPGA-Cluster
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   4.3 Zusammenfassung
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   5 RAPTOR-XPress und RAPTOR-XPress-Cluster
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   5.1 Grundlagen leitungsgebundener Datenübertragung
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   5.1.1 Impedanz
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   5.1.2 Ausbreitungsgeschwindigkeit
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   5.1.3 Dämpfung
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   5.1.4 Übersprechen
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   5.1.5 Differentielle Übertragung
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   5.1.6 S-Parameter
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   5.2 RAPTOR-XPress
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   5.2.1 Crosspoint-Switch-Array
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   5.2.2 Links-Rechts-Verbinder
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   5.2.3 Broadcast-Bus und Config-Bus
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   5.2.4 PCIe
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   5.2.5 Local-Bus
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   5.2.6 Weitere Kommunikationsschnittstellen
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   5.2.7 Spannungsversorgung
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   5.2.8 Systemsteuerung und -überwachung
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   5.3 Erweiterungsmodul DB-V5
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   5.4 Erweiterungsmodul DB-V7
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   5.5 Administration und Diagnose
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   5.6 RAPTOR-XPress-Cluster
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   5.7 Anforderungsverifikation
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  5.8 Inter-FPGA-IP-Core
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   5.8.1 Inter-FPGA im Vergleich
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   5.8.2 Inter-FPGA im Detail
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   5.9 Verbindungsvarianten des RAPTOR-XPress
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   5.10 RAPTOR-XPress-Cluster-Topologie
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   5.11 Topologieverhalten im Betrieb mit mehreren Anwendern
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   5.12 Zusammenfassung
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  6 Vergleich aktueller FPGA-Cluster
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   6.1 Kommunikationsinfrastruktur
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   6.1.1 Voraussetzung für den Vergleich von FPGA-Cluster-Kommunikationsstrukturen
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   6.1.2 Flexibilität
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   6.1.3 Logikdichte
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   6.2 Gegenüberstellung der FPGA-Cluster-Topologien
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   6.3 Abbildbarkeit von Cluster-Architekturen mit dem RAPTOR-XPress-Cluster
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   6.3.1 Maxwell
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   6.3.2 Catapult
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   6.4 Auswertung
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   6.5 Zusammenfassung
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   7 Zusammenfassung und Fazit
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   Literaturverzeichnis
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   Eigene Veröffentlichungen
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   Betreute Arbeiten
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   A RAPTOR-XPress-Aufbau
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   B Architekturübersicht verschiedener FPGA-Cluster
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   C Vollständige Verbindungsvarianten des RAPTOR-XPress
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   Abbildungsverzeichnis
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   Tabellenverzeichnis