نوار کناری
درس:۴۰۸۴۳
طراحی الکترونیکی در سطح سیستم
Electronic System Level Design
| شماره درس: ۴۰۸۴۳ | تعداد واحد: ۳ |
| مقطع: کارشناسی ارشد | نوع درس: نظری |
| پیش‌نیاز: – | هم‌نیاز: – |
اهداف درس
هدف از اين درس، آشنایی دانش‌جویان با …
ریز مواد
- روند رشد متدولوژیهای طراحی سخت‌افزار و نرم‌افزار سیستمهای نهفته تا رسیدن به طراحی الکترونیک در سطح سیستم
- مروري بر سير تكاملي روشها و ابزار طراحي سخت‌افزار
- انگيزه‌هاي حرکت به سوي طراحی ESL.
- دسته بندی مباحث مطرح در طراحی ESL
- توصیف (Specification)، سنتز، درستی‌سنجی (Validation).
- تحلیل پیش از بخش‌بندی (Partitioning)، بخش‌بندی، تحلیل پس از بخش‌بندی، پیاده‌سازی سخت‌افزار، پیاده‌سازی نرم‌افزار، درستی‌سنجی پس از بخش‌بندی
- زبان سیستم‌سی و نحوه مدلسازی سخت‌افزار با این زبان
- ماجول، پورت، پروسس، نوعهای داده‌ای، روشهای پیاده‌سازی مدارهای ترکیبی و ترتیبی، روشهای پیاده‌سازی ماشین حالت، سنتز مدلهای سیستم‌سی.
- یک روش سیستماتیک تبدیل برنامه‌های نرم‌افزاری به پیاده‌سازی سخت‌افزاری
- آشنایی با مدل Finite State Machine with Datapath (FSMD) و اهمیت آن.
- دسته بندی عمومی دستورات زبانهای نرم‌افزاری.
- پیاده سازی هر Basic Block با استفاده از مدل FSMD.
- روشی عمومی برای پیاده‌سازی یک برنامه با استفاده مدل FSMD.
- معرفی موضوع سنتز رفتاری (Behavioral Synthesis یا سنتز سطح بالا: High Level Synthesis).
- دسته‌بندی مباحث مطرح در سنتز سطح بالا: تخصیص منابع (Allocation)، زمانبندی (Scheduling)، انتساب منابع (Binding).
- مرور روشها و الگوریتمهای معروف در سه مبحث پیش‌گفته.
- اهمیت و روشهای تبادل اطلاعات (Communication) بین اجزا در پیاده‌سازی سیستمها بصورت سخت‌افزار-نرم‌افزار
- مثالی از پیاده‌سازی رمزنگار AES بصورت نرم‌افزاری و سپس تبدیل به سخت‌افزار و مقایسه میزان افت کارآیی به دلیل حجم Communication
- مرور روشهای تبادل اطلاعات بین سخت‌افزار و نرم‌افزار، و نیز بین نرم‌افزار و نرم‌افزار در تک پردازنده‌ها و چند‌پردازنده‌ها
- مدلسازی در سطح تراکنشها (TLM: Transaction Level Modeling)
- اهمیت جدا کردن محاسبات از مبادله اطلاعات.
- موضوع کانال (Channel)، ویژگیها و اهمیت آن.
- مدلهای TLM گاجسکی، اجزای آنها، و روند استفاده از آنها در یک طراحی بالا به پایین در سطح سیستم.
- امکانات زبان سیستم‌سی برای تعریف کانال و نحوه استفاده از آن برای مدلسازی TLM.
- روشهای سنتز و بهینه سازی در سطح سیستم
- مروري بر فاکتورهاي اصلي: کارآيي، مساحت، مصرف توان
- الگوريتم‌هاي هم‌سنتز (Co-synthesis)
- روشها و بسترهاي نوين پياده‌سازي سيستمهاي ديجيتال
- مرور روند پيشرفت فن‌آوري ساخت نيمه‌هادي‌ها تا System-on-Chip (SoC)
- مرور روند پيشرفت FPGAها تا Programmable SoCهاي امروزي
- چالش‌ها و فرصت‌هاي ناشي از پيشرفت‌هاي فوق
- آموزش طراحي با ابزارهاي موجود براي طراحي با Programmable SoCها
- روشهای درستی‌سنجی در سطح سیستم
- روش‌هاي مختلف هم‌شبيه‌سازي سخت‌افزار-نرم‌افزار.
- مقدمه‌اي بر روش‌هاي وارسي صوري (Formal Verification) سيستمهاي سخت‌افزار-نرمافزاري.
- روشهای بهینه سازی سیستم در سطح نرم‌افزار
- موضوع نوسان فرایند ساخت (Process Variation) و اهمیت و نقش آن.
- الگوریتم مدیریت توان برخط برای بهینه‌سازی مصرف توان و کارآیی تراشه‌های چندپردازنده با درنظر گرفتن نوسان فرآیند ساخت.
- بهینه‌سازی بازده توان با استفاده از زمانبندی پردازه‌ها در تراشه‌های چندپردازنده با درنظر گرفتن نوسان فرآیند ساخت.
- روشهای تخصیص کد و داده‌ها به حافظه و تاثیر آن
ارزیابی
- تمرین‌های نظری: ۳ نمره
- آزمون‌‌های میان‌ترم و پایانی: ۱۵ نمره
- آزمونک‌ها: ۲ نمره
مراجع
1. Brian Bailey, Grant Martin, Andrew Piziali, “Electronic System Level Design and Verification,” Morgan Kaufmann Publishers, Series in Systems on Silicon, 2007.
2. W. Wolf, "Computers as Components: Principles of Embedded Computing System Design, " Morgan Kaufmann Publishers, 2001.
3. J. Staunstrup, W. Wolf, "Hardware/Software Codesign: Principles and Practice," Kluwer Academic Publishers, 1997
4. G. DeMicheli, "Hardware/Software Codesign", Kluwer Academic Publishers, 1996.
5. F. Balarin et al, "Hardware/Software Codesign: The POLIS Approach," Kluwer Academic Publishers, 1997.
درس/۴۰۸۴۳.txt · آخرین ویرایش: 2023/03/11 14:32 توسط مرتضی امینی