Παρουσίαση/Προβολή

(9.012) -  George Kornaros

Περιγραφή Μαθήματος

Το μάθημα αυτό στοχεύει να δώσει μια γενική εισαγωγή στην σχεδίαση ενσωματωμένου συστήματος η οποία
μπορεί να υλοποιηθεί χρησιμοποιώντας την μοντέρνα τεχνολογία System-on-Chip. Αυτό το είδος
ενσωματωμένων συστημάτων περιέχει δομικά συστατικά hardware και software και συνεπώς τονίζεται
ιδιαίτερα η συν-σχεδίαση υλικού-λογισμικού (co-design hardware/software).
• Δημιουργία ενός Ενσωματωμένου Συστήματος σε τσιπ.
• Σχεδίαση ενός συστήματος με βάση έναν ARM μικροεπεξεργαστή, ή άλλους μικροελεγκτές,
MicroBlaze, Μ4.
• Ανάπτυξη αρκετών εφαρμογών λογισμικού για αυτούς τους μικροεπεξεργαστές.
Θεωρία
1. Εισαγωγή, ορισμοί, τι είναι ενσωματωμένα συστήματα, παράγοντες που έχουν σημασία, προδιαγραφές,
παραδείγματα, Περιβάλλον Πραγματικού Χρόνου, Μοντελοποίηση Συστημάτων Πραγματικού Χρόνου.
2. Αρχιτεκτονικές και μεθοδολογίες ανάπτυξης ενσωματωμένων συστημάτων,
μικροεπεξεργαστές/μικροελεγκτές, επεκτάσεις αρχιτεκτονικών, επεξεργαστές σήματος (DSP), κυκλώματα πολύ
υψηλής ολοκλήρωσης (VLSI), αναδιατασσόμενη λογική (FPGA), απαιτήσεις αρχιτεκτονικής υποστήριξης,
περιβάλλοντα ανάπτυξης, cross-compilers, cross-assemblers, in-circuit emulators.
3. Μοντελοποίηση ενσωματωμένων συστημάτων, απεικόνιση πληροφορίας, μοντελοποίηση με γενικά
εργαλεία, με προγράμματα (π.χ. C, Java), με γλώσσες περιγραφής υλικού (π.χ. VHDL). Σχεδιαστικές ροές και
όδευση από μοντέλο σε σχεδιασμένο σύστημα, χρήση εργαλείων CAD.
4. Η έννοια του χρόνου, χρόνος και πραγματικός χρόνος, διακριτότητα και ανάλυση του χρόνου, ρολόγια,
χρονιστές, συμβάντα και απόκριση σε αυτά, διακοπή και επαναφορά ρολογιού (clock gating), αντίστροφη
πορεία στον χρόνο.
5. Λειτουργικά συστήματα πραγματικού χρόνου (RTOS), χρονικοί βρόχοι, ενσωματωμένα συστήματα χωρίς
λειτουργικό σύστημα (λύσεις ad hoc), γενικές αρχές RTOS, προβλήματα λειτουργίας και υλοποίησης RTOS,
παραδείγματα χρήσης RTOS.
6. Ενσωματωμένα συστήματα με αναδιατασσόμενους πόρους, εξέλιξη και προοπτικές αναδιατασσόμενης
λογικής, στατική και δυναμική αναδιάταξη, σχεδιαστικοί περιορισμοί, συνεργασία αναδιατασσόμενης λογικής
με σταθερούς επεξεργαστές, παραδείγματα.
7. Συν-σχεδίαση και συνανάπτυξη υλικού/λογισμικού (hw/sw codesign and codevelopment), τι είναι, πως
γίνεται, μοντελοποίηση συστημάτων, παραδείγματα.
8. Συστήματα σε ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα (SoC), τι είναι, πως σχεδιάζονται, σχεδιαστικές προκλήσεις και
τεχνολογίες υλοποίησης.
9. Αλληλεπίδραση Υλικού Λογισμικού, Ανοχή σε Σφάλματα, Αρχιτεκτονική Σκανδαλισμού Χρόνου και
Γεγονότων Επικοινωνίες Πραγματικού Χρόνου, Πρωτόκολλα Σκανδαλισμού Χρόνου και Γεγονότων, Εκτίμηση
Καθυστέρησης Επικοινωνίας, Λειτουργικά Συστήματα Πραγματικού Χρόνου, Ανάλυση Απόδοσης.
Εργαστήριο
Ανάπτυξη, ανάλυση και εκτίμηση ενσωματωμένων εφαρμογών και εφαρμογών πραγματικού χρόνου με χρήση
προσομοιωτών και εργαλειών προτοτυποποίησης σε σύστημα σε τσιπ.

Ημερομηνία δημιουργίας

Τετάρτη 4 Οκτωβρίου 2023