Embedded hardware

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra číslicového návrhu

Anotace:

Předmět poskytuje znalost základních technik a zákonitostí, které řídí konstrukci číslicových zařízení jak malého, tak velkého měřítka. Jsou základem konstrukce pokročilých vestavných systémů, které využívají specializaci své funkce ke konstrukci efektivní hardwarové realizace či podpory výpočtu. Probírají se techniky konstrukce rychlých systémů, jejich standardní vnitřní komunikace, využití přirozeného paralelismu výpočtu ve specializovaných strukturách a systémových architekturách.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1. Hardware jako implementační platforma. Základní pojmy, domény popisu, úrovně abstrakce

2. Propustnost a čas v číslicových systémech. Domény časování. Poloměr systému.

3. Systémová (ESL) a registrová (RTL) úroveň. Inženýrství založené na modelu. ESL modely.

4. Škálování dedikovaného hardwaru, behaviorální syntéza

5. Komunikace v systémech malého poloměru. Transakce, protokoly.

6. Přepojovací sítě. Návrh optimální komunikace.

7. Odhady příkonu, redukce příkonu.

8. Komunikace v systémech velkého poloměru: průmyslová rozhraní, pokročilá sériová rozhraní

9. Komunikace v systémech velkého poloměru: sítě na čipu

10. Přehled FPGA technologie, zdroje na FPGA, aplikace, programování

11. Správa časování a příkonu na systémové úrovni

12. Procesory a FPGA - soft, hard, SoC

13. FPGA: vstup a výstup, standardy signalizace, serializace

Osnova cvičení:

bude doplněno

Cíle studia:

Předmět poskytuje znalost základních technik a zákonitostí, které řídí konstrukci číslicových zařízení jak malého, tak velkého měřítka. Jsou základem konstrukce pokročilých vestavných systémů, které využívají specializaci své funkce ke konstrukci efektivní hardwarové realizace či podpory výpočtu. Probírají se techniky konstrukce rychlých systémů, jejich standardní vnitřní komunikace, využití přirozeného paralelismu výpočtu ve specializovaných strukturách a systémových architekturách.

Studijní materiály:

1. Gu, C.: Building Embedded Systems: Programmable Hardware. Apress, 2016. ISBN 9781484219188.

2. Barkalov, A. - Titarenko, L. - Mazurkiewicz, M.: Foundations of Embedded Systems. Springer, 2019. ISBN 3030119602.

3. Mohit, A.: Embedded System Design: Introduction to SoC System Architecture. Learning Bytes Publishing, 2016. ISBN 0997297204.

Poznámka:

Předmět je vyučován v angličtině.

Další informace:

https://courses.fit.cvut.cz/NI-EHW/

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Master specialization Software engineering, program ANI (volitelný předmět)
• Master specialization Embedded systems (PS)
• Master program ANIE for the phase of study without specialisation (VO)
• Quantum Informatics (volitelný předmět)
• Master specialization Computer Security, Version 2026 (volitelný předmět)
• Master programme, for the phase of study without specialisation, ver. for 2026 and higher (volitelný předmět)
• Master specialization Computer Systems and Networks, in English, 2026 (volitelný předmět)
• Master specialization Computer Science, in English, 2026 (volitelný předmět)
• Master specialization Programming Languages, in English, 2026 (volitelný předmět)