Hans Christoph Zeidler

On-chip backpropagation training using parallel stochastic bit streams

It is proposed to use stochastic arithmetic computing for all arithmetic operations of training and processing backpropagation nets. In this way it is possible to design simple processing elements which fulfil all the requirements of information processing using values coded as independent stochastic bit streams. Combining such processing elements silicon saving and full parallel neural networks of variable structure and capacity are available supporting the complete implementation of the error backpropagation algorithm in hardware. A sign considering method of coding as proposed which allows a homogeneous implementation of the net without separating it into an inhibitoric and an excitatoric part. Furthermore, parameterizable nonlinearities based on stochastic automata are used. Comparable to the momentum (pulse term) and improving the training of a net there is a sequential arrangement of adaptive and integrative elements influencing the weights and implemented stochastically, too. Experimental hardware implementations based on PLDs/FPGAs and a first silicon prototype are realized.

The pipeline bus: An interconnection network for multiprocessor systems

Abstract The design of a network switch for synchronously clocked packet switching networks is presented. The switch includes the node interface and logic handling of the arbitration and routing for a large class of network topologies, namely n -dimensional rectangular grids including hypercubes and other highly efficient topologies. In the context of the SUPRENUM project the paper concentrates on two-dimensional meshes. Routing, arbitration, blocking, and fault tolerance issues are discussed.

Classifying emitters in the high frequency range with self-organizing maps

In this paper self-organizing maps (SOMs) are proposed for classifying emitters in the high frequency range allowing verification of emitters received by dislocated sensors. With respect to the characteristics of SOMs the classification and verification can be done without any model based knowledge of the different transmission channels. Moreover, both processes seem to be robust against data losses based on a discrete wavelet transform.

The Braunschweig relational database machine project results

Within the scope of a university research project the Braunschweig Relational Database Machine RDBM was implemented. The project closed with the evaluation of the machine. This article sums up the most important research results. After describing the measurement and modeling methodology, the results will be discussed and compared to those of other systems.

Funktionsorientierte Hardware für Datenbanksysteme

Datenbanksysteme bilden eine immer starker an Bedeutung zunehmende Komponente im Bereich der nichtnumerischen Datenverarbeitung. Im kommerziellen Bereich werden sie heute hauptsachlich zusammen mit anderen Aufgaben auf Universalrechnern betrieben, woraus sich eine Reihe von Nachteilen ergibt. Datenbankmaschinen, d.h. Spezialrechner mit einer aufgabenorientierten Struktur, konnen vor allem bei sehr grosen Datenbank-systemen eine Losung der Probleme darstellen. Es werden verschiedene im Laufe der Entwicklung von Datenbankmaschinen angewandte Strukturprinzipien aufgezeigt und abschliesend die Relationale Datenbankmaschine RDBM vorgestellt, die z.Zt. an der TU Braunschweig implementiert wird.

Das Konzept eines File Controllers und seine Einbindung in bestehende Betriebssysteme

Zusammenfassung.Heutige Schnittstellen zwischen Rechnern und Massenspeichern basieren auf Datenblöcken, die bidirektional ausgetauscht werden. Erst das Betriebssystem bildet das dem Benutzer sichtbare hierarchische Dateisystem auf die Blockebene ab. Das vorgestellte Konzept hebt die Schnittstelle auf die Ebene von Dateien, so daß nicht das Betriebssystem, sondern der Controller des Massenspeichers (im folgenden File Controller genannt) die Organisation von Dateien auf dem Speichermedium wahrnimmt. Moderne Peripheriebussysteme wie SCSI-2 definieren geräteabhängige Kommandosätze, über die spezifische Geräteeigenheiten ansprechbar sind. Für einen File Controller wird ein neu zu definierender Kommandosatz benötigt, der die spezifischen Belange des Zugriffs auf Dateien unterstützt.Abstract.Today the interfaces connecting computers to their mass storage devices are based on data blocks that will be transferred bidirectionally. The operating system translates the users view of a hierarchical file system to the block level. The following concept intends to raise the logical level of the interface to operations on files. So the controller of the mass storage device (called file controller) organizes the files on the storage media. Modern peripheral bus systems like SCSI-2 define individual command sets supporting specific device types. A file based mass storage device demands for a new command set supporting the specific requirements of accesses onto files.

Hardwarerealisierung von Backpropagation-Netzen mittels stochastischer Rechenwerke

Vorgeschlagen wird eine aufwandsgunstige und voll-parallel wirkende Realisierung sowohl der Arbeits- als auch der Lernphase von Backpropagation-Netzen in Hardware.

Einbindung einer intelligenten Massenspeicher-Schnittstelle in Unix

Es wird ein Losungsansatz aufgezeigt, der die Einbindung einer intelligenten Massenspeicherschnittsteile in Unix ohne Veranderung der Struktur des Betriebssystemkerns ermoglicht. Damit wird ein hohes, logisches Niveau der Schnittstelle angeboten, so das von einem Controller komplexe Funktionen ausgefuhrt werden konnen und so die dort peripher angesiedelte “Intelligenz” nutzbar wird. Sowohl ubliche Betriebssystemaufgaben der Massenspeichersteuerung und der File(system)verwaltung als auch bisher in Anwenderprozessen ablaufende Routinen konnen dem intelligenten Massenspeichersystem ubertragen werden.

Schnelle Ein-/Ausgabe für RISC Mikroprozessoren

Bedingt durch ihre hohe Rechenleistung sind RISC-Prozessoren in der jungeren Vergangenheit im Bereich allgemeiner Anwendungen sehr erfolgreich. In diesem Zusammenhang erscheinen Untersuchungen sinnvoll, unter welchen Voraussetzungen diese hohe Leistung auch speziellen Anwendungen zuganglich gemacht werden kann. Diese Anwendungen liegen im sogenannten Embedded-Bereich. und umfassen die Steuerung und Regelung von Systemen; sie weisen oft Echtzeitanforderungen auf und werden haufig durch Mikro-controller bearbeitet. Daruberhinaus benotigen sie eine effiziente Schnittstelle zu I/O-Komponenten.