Systémy na čipu

Přednášející:

Hana Kubátová (gar.)

Cvičící:

Hana Kubátová (gar.)

Předmět zajišťuje:

katedra číslicového návrhu

Anotace:

Studenti získají klíčové znalosti a dovednosti návrháře rozsáhlých číslicových zařízení. Poznají architektury takových systémů a způsoby komunikace jejich částí. Studenti zvládnou pracovní postup návrhu těchto architektur, jejich programového i technického vybavení. Seznámí se s metodami konstrukce systémů odolných proti poruchám a se současnými metodami verifikace velkých číslicových obvodů.

Požadavky:

Návrh a testování kombinačních a synchronních sekvenčních obvodů, příslušné pracovní postupy. Modelování systémů a příslušné jazyky. Základní přehled metod verifikace.

Osnova přednášek:

1. Charakteristika systémů na čipu, požadavky, granularita, možnosti realizace.

2. Komunikace na čipu, latence, propustnost, architektury.

3. Dekompozice na programové a technické vybavení, prozkoumávání návrhového prostoru.

4. Časování na úrovni systému, algoritmy plánování, architektury spouštěné časem.

5. Operační systémy reálného času, architektura, realizace synchronizačních primitiv, rozhraní.

6. Programování pro reálný čas, programové vybavení odolné proti následkům chyb.

7. Časování a synchronizace technického vybavení, modely přesné na takt komunikace, zjemňování modelů.

8. Sítě na čipu (NoC), realizace směrovacích algoritmů.

9. Opakovaná použitelnost, nakupované makrobloky, standardy provozních a testovacích rozhraní.

10. Metody verifikace systémů na čipu. Aserce, jazyky specifikace vlastností, kontrola modelu.

11. Verifikace simulací, sledování a řízení pokrytí, náhodné stimuly.

12. Verifikace protokolů, automatů, rozhraní, datových cest. Verifikace kontrolou ekvivalence. Metody verifikace programového vybavení, souběžná verifikace programového a technického vybavení.

13. Rozsáhlé systémy odolné proti poruchám, techniky zajištění odolnosti v programovém a technickém vybavení.

Osnova cvičení:

1. Témata projektů, zaměření účastníků

2. Sestava týmů, plán práce

3. Konzultace

4. Rozprava o postupu projektů

5. Konzultace

6. Konzultace

7. Rozprava o postupu projektů

8. Konzultace

9. Konzultace

10. Rozprava o postupu projektů

11. Konzultace

12. Prezentace projektů

13. Prezentace projektů

Cíle studia:

Moderní vysoce integrované číslicové systémy jsou navrhované s cílem dosahovat vysoký výpočetní výkon, malé rozměry a nízkou spotřebu energie. Předmět učí studenty dovednostem nutným pro konstrukci takových systémů na úrovni programového i technického vybavení, protože tyto oblasti jsou zde těsně provázány. Nicméně, návrh je pouze část celé hry. Na konferencích se 10 let intenzivně diskutuje o obtížnosti verifikací správnosti systémového návrhu. Proto předmět prezentuje současný stav oboru jako potřebnou kvalifikaci tzv. verifikačního inženýra. Poslední část je věnována konstrukci kriticky důležitých systémů.

Studijní materiály:

Pasricha, S., Dutt, N. ''On-Chip Communication Architectures: System on Chip Interconnect''. Morgan Kaufmann, 2008. ISBN 012373892X.

Erbas, G. ''System-Level Modeling and Design Space Exploration for Multiprocessor Embedded System-on-Chip Architectures''. Amsterdam University Press, 2006. ISBN 9056294555.

Poznámka:

Rozsah=prednasky+proseminare+cviceni2p+1c, Prednasejici: doc. Ing. Hana Kubátová CSc.

Rozvrh na zimní semestr 2011/2012:

	06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po
Út
St	místnost T9:345 Kubátová H. 14:30–16:00 SUDÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 101) Dejvice NBFIT HW ucebnamístnost T9:302 Kubátová H. 16:15–17:45 (přednášková par. 1) Dejvice NBFIT učebna
Čt
Pá

Rozvrh na letní semestr 2011/2012:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Projektování číslicových systémů - verze pro ty, kteří se zapsali v roce 2010 (povinný předmět oboru)
• Společný plán před přiřazením do oboru, verze pro ty, kteří se zapsali v roce 2010 (VO)
• Společný plán před přiřazením do oboru, verze pro ty, kteří se zapsali v roce 2011 (VO)
• Projektování číslicových systémů - verze pro ty, kteří se zapsali v roce 2011 (povinný předmět oboru)
• Společný plán před přiřazením do oboru, verze pro ty, kteří se zapsali v roce 2012 (VO)
• Projektování číslicových systémů - verze pro ty, kteří se zapsali v roce 2012 (povinný předmět oboru)