Στόχος Μαθήματος

Κατανόηση και ορισμός των ενσωματωμένων συστημάτων. Κατανόηση των προκλήσεων και των προβλημάτων στη σχεδίαση συστημάτων ενσωματωμένης υπολογιστικής. Ανάπτυξη μεθοδολογίας σχεδίασης ενσωματωμένων συστημάτων. Κατανόηση σχεδιασμού και λειτουργίας των ενσωματωμένων συστημάτων, σε επίπεδο λογισμικού - υλικού - αρχιτεκτονικής συστημάτων. Σχεδίαση με γλώσσες περιγραφής υλικού Verilog. Λογική Σύνθεση Υψηλού επιπέδου αφαίρεσης (HLS) και σχεδίαση με γλώσσα C. Μεθοδολογία  σχεδίασης συστημάτων FPGA. Τεχνολογία και αρχιτεκτονική μοντέρνων FPGA. Αρχιτεκτονική System-on-a-Chip. Ενσωματωμένο Linux για SoC. Συ-σχεδίαση υλικού/λογισμικού με παραδείγματα σε συμπαγή συστήματα ελέγχου, αυτοματισμού και ρομποτικής.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Να αφομοιώσουν οι φοιτητές τις απαραίτητες θεωρητικές γνώσεις και πρακτικές γνώσεις γύρω από τις διάφορες φάσεις στη σχεδίαση και υλοποίηση ενσωματωμένων συστημάτων με FPGA SoC, μέσω ενός συνδυασμού διαλέξεων, ασκήσεων και εργαστηρίων.

Προαπαιτούμενα

ΕΕΝ 314, CEI 122

Περιεχόμενο

Καλύπτονται οι εξής ενότητες-κεφάλαια:

Εισαγωγή στα Ενσωματωμένα Συστήματα

Μεθοδολογία σχεδίασης FPGA/ASIC

Εισαγωγή στις γλώσσες περιγραφής υλικού και τη Verilog

Εισαγωγή στη Λογική Σύνθεση Υψηλού επιπέδου αφαίρεσης (HLS) με C

Αρχιτεκτονική και τεχνολογία μοντέρνων FPGA και System-on-a-Chip (SoC)

Case study: Xilinx Zynq

Θέματα χρονισμού – Σύνθεση, τοποθέτηση και διαδρόμηση σε FPGAs

Μεθοδολογίες σχεδίασης

Προδιαγραφές, οργάνωση, ανάλυση απόδοσης, υλοποίηση, έλεγχος

Ενσωματωμένοι Επεξεργαστές

Case study : Επεξεργαστής ARM Cortex A9, Hardware και Software

Επικοινωνία σε Ενσωματωμένα συστήματα

Δίαυλοι (AMBA bus)

Σχεδίαση SoC

Καταμερισμός και συ-σχεδίαση υλικού/λογισμικού

Επαναχρησιμοποίηση συστημάτων (IP)

Διαδικασία και τεχνικές βελτιστοποίησης σε επίπεδο Υλικού και Λογισμικού

Ενσωματωμένο Linux για SoC

Case study: PetaLinux

EEN 490 Πρακτική Άσκηση