41857 - METODOLOGIE DI PROGETTAZIONE HARDWARE E SOFTWARE LS

Conoscenze e abilità da conseguire

La principale finalità del corso è di fornire una panoramica sulle metodologie avanzate di progettazione, validazione e verifica dei complessi sistemi elettronici realizzabili grazie alle moderne tecnologie. Viene enfatizzata la presenza significativa di componenti software in virtualmente qualsiasi sistema elettronico ad alta complessità e, di conseguenza, la necessità di sviluppare e utilizzare flussi di progettazione concorrente Hardware e Software.

Vengono pertanto studiati i principali problemi di progettazione hardware-software gli approacci proposti per affrontarli. Il corso si propone inoltre di fornire agli studenti una significativa esposizione alle principali metodologie di progetto hardware-software in uso in diversi ambiti industrali (telecom, automotive, automazione industriale)

Contenuti

Architetture dei sistemi hardware-software

- Sistemi su singolo chip

1. SoC a processore general-purpose
2. SoC a processore application-specific
3. SoC riconofigurabili
4. Multiprocessori a singolo chip
5. Networks on chip

- Sistemi su scheda

1. Sistemi a microcontrollore
2. Sensori intelligenti
3. Sistemi riconfigurabili

- Sistemi distribuiti

1. Protocolli di comunicazione wired per sistemi embedded
2. Reti di sensori wireless
3. Sistemi indossabili e ultraportatili

- Supporto software

1. Real-time Operating systems
2. Device drivers & Firmware
3. APIs e hardware abstraction layers

Progettazione hardware-software

- Modelli di rappresentazione architetturale HW/SW:

1. Piattaforme (Platform-based design)
2. Component-based design
3. Communication-based design

- Modelli di rappresentazione funzionale HW/SW:

1. Data-flow (es. Synchronous dataflow)
2. Control-oriented (es. Macchine a stati generalizzate)
3. Ad eventi (es. Simulink)
4. Scelta del modello adeguato per una applicazione, modelli ibridi

- Linguaggi di specifica hardware-software

1. Panoramica di vari linguaggi e loro caratteristiche (approfondimento sul linguaggio SystemC)
2. Esempi di specifica di sistemi HW/SW.

- Sintesi automatica e progettazione assistita al calcolatore

1. Principali problemi di sintesi HW/SW (partizionamento, clustering, sintesi di interfacce, OS-synthesis)
2. Algoritmi per la sintesi hardware software (scheduling, allocation, partitioning)
3. Esempi di flussi di progettazione commerciali

Verifica e validazione

- Simulazione/Emulazione/Prototyping

1. Cosimulazione. Algoritmi di cosimulazione
2. Esempi di cosimulatori commerciali
3. Emulazione. Concetti di bae ed esempi
4. Prototyping: ICE e prototyping boards

- Verifica concorrente di hardware e software

Testi/Bibliografia

Progettazione digitale, Franco Fummi, Maria Giovanna Sami, Cristina Silvano

Embedded System Design : A Unified Hardware/Software Introduction, Frank Vahid, Tony D. Givargis, John Wiley & Sons October, 2001

Computers as Components: Principles of Embedded Computer Systems Design, Wayne Wolf, Morgan Kaufmann 25 October, 2000 Hardcover

Readings in Hardware/Software Co-design, Giovanni De Micheli, Rolf Ernst, Wayne Wolf, Morgan Kaufmann 01 June, 2001

System Design with SystemC, Thorsten Grotker, Stan Liao, Grant Martin, Stuart Swan, Kluwer Academic Publishers May, 2002 Hardcover

 

 

Metodi didattici

• Lezioni in aula
• Esercitazioni in aula
• Progetto
  

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

• Esame orale
• Svolgimento di un progetto presentato durante il corso

Strumenti a supporto della didattica

• Appunti di lezione
• Slide delle lezioni presenti sul sito del corso
• Link ipertestuali ad articoli e tutorial inerenti ad argomenti del corso

Link ad altre eventuali informazioni

http://www-micrel.deis.unibo.it

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Luca Benini