D.E.I.S. - UNIVERSITA' DI BOLOGNA
Dipartimento di Elettronica, Informatica e Sistemistica


 

Ricevimento

Il Prof. Luca Benini riceve su appuntamento da accordarsi tramite e-mail:
luca.benini _AT_ unibo _DOT_ it

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Metodologie di Progettazione

Hardware - Software M

Laurea specialistica - II anno
A.A. 2011-2012

Docente:
Luca Benini

0233 Ingegneria Elettronica - 2°Anno
0234 Ingegneria Informatica - 2° Anno
0931 Ingegneria dell’Automazione - 2° Anno

Settore scientifico disciplinare: ING-INF/01 (K01X)
Codice corso: 198

 

 

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Orario delle lezioni

Calendario delle lezioni relativo al I modulo
Validità orario: 21/09/2011 - 20/12/2011

Giorno e ora Aula Tipo
Mercoledì 16-19 3.4 L+E
Venerdì 14-16 2.7b L

Vedi anche qui





Informazioni e avvisi

ATTENZIONE:

  • Il giorno Mercoledì 30 Novembre 2011 l'Ing. Michele Lombardi terrà il seminario dal titolo: Advanced Resource Management and Scheduling
  • Il giorno Venerdì 2 Dicembre 2011, Altran Italia terrà il seminario tecnico dal titolo: Sistemi Embedded Safety-Critical & Real time. Introduzione e applicazioni al settore biomedicale

Nella sezione materiali é disponibile il un mini HowTo di riallineamento pre-corso.

Il corso e' suddiviso in una parte istituzionale in cui si danno le basi degli argomenti trattati nel corso. Queste lezioni sono tenute in generale dal prof. Benini. Il corso e' poi ritmato da settimane tematiche legate all'apprendimento del flusso di progettazione delle varie architetture inerenti il corso (ASIC, FPGA, microcontrollori, SoC) e da lezioni seminariali che approfondiscono alcuni argomenti del corso.

Moduli di lezioni specifiche quest'anno saranno:
a. microcontrollori: programmazione MSP430 - ARM
b. programmazione embedded: Linux & Android per embedded SoCs
c. piattaforme multicore: programmazione parallela (OpenMP,OpenCL) + GPU (CUDA)

 

Programma del corso

FINALITA' DEL CORSO:
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)

ARGOMENTI TRATTATI:

1. Architetture dei sistemi hardware-software
  - sistemi su singolo chip
 

a. SoC a processore general-purpose
b. SoC a processore application-specific
c. SoC riconofigurabili
d. Multiprocessori a singolo chip
e. Networks on chip

- Sistemi su scheda
  a. Sistemi a microcontrollore
b. Sensori intelligenti
c. Sistemi riconfigurabili
- Sistemi distribuiti
 

a. Protocolli di comunicazione wired per sistemi embedded
b. Reti di sensori wireless
c. Sistemi indossabili e ultraportatili

- Supporto software
  a. Real-time Operating systems
b. Device drivers & Firmware
c. APIs e hardware abstraction layers
2. Progettazione hardware-software
  - Modelli di rappresentazione architetturale HW/SW:
  a. Piattaforme (Platform-based design)
b. Component-based design
c. Communication-based design
- Modelli di rappresentazione funzionale HW/SW:
  a. Data-flow (es. Synchronous dataflow),
b. Control-oriented (es. Macchine a stati generalizate),
c. Ad eventi (es. Simulink)
d. Scelta del modello adeguato per una applicazione, modelli ibridi
- Linguaggi di specifica hardware-software
  a. Panoramica di vari linguaggi e loro caratteristiche (approfondimento sul linguaggio SystemC)
b. Esempi di specifica di sistemi HW/SW.
- Sintesi automatica e progettazione assistita al calcolatore
  a. Principali problemi di sintesi HW/SW (partizionamento, clustering, sintesi di interfacce, OS-synthesis)
b. Algoritmi per la sintesi hardware software (scheduling, allocation, partitioning)
c. Esempi di flussi di progettazione commerciali
3. Verifica e validazione
  - Simulazione/Emulazione/Prototyping
  a. Cosimulazione. Algoritmi di cosimulazione
b. Esempi di cosimulatori commerciali
c. Emulazione. Concetti di bae ed esempi
d. Prototyping: ICE e prototyping boards
- Verifica concorrente di hardware e software

Se vuoi puoi scaricare il programma del corso come file .rtf

Progetti e modalità d'esame

Il corso prevede possibilità di svolgere progetti e approfondimenti guidati dal docente su diverse tematiche. L'esame consiste nella discussione di un progetto realizzato normalmente in gruppo più un breve colloquio orale individuale.

Elenco dei progetti degli anni passati:
Progetti 2010/2011
Progetti 2009/2010
Progetti 2008/2009

Testi di riferimento consigliati

"Embedded System Design"
by Peter Marwedel, University of Dortmund

1st edition, Kluwer Academic Publishers: Hardbound,

2nd edition, Springer: Paperback,

Sito

Elementi di Progettazione dei sistemi VLSI
Architetture, circuiti e metodi

Author:
Mauro Olivieri

Edises - Edizioni Scientifiche ed Universitarie - Link

System Design with SystemC
Authors:
Thorsten Grotker
Stan Liao
Grant Martin
Stuart Swan

Kluwer Academic Publishers May, 2002 Hardcover

Engineering a Compiler
Authors:
Keith Cooper - Rice University, Houston, Texas
Linda Torczon - Rice University, Houston, Texas

Elsevier - Morgan Kaufmann - Book Website link



Embedded Computing
A VLIW Approach to Architecture, Compilers and Tools

Authors
Joseph A. Fisher - HP Labs, Miami, Florida
Paolo Faraboschi - HP Labs, Barcelona, Spain
Cliff Young - D. E. Shaw Research and Development, L.L.C., New York, NY

Elsevier - Morgan Kaufmann - Book Website link

 

Embedded Media Processing
Authors
David J. Katz; Rick Gentile
Book Website Link
High-Performance Embedded Computing
Author
Wayne Wolf
Book Website link

Altro materiale:

Link alle slide del corso e ad altro materiale

 

 

News

Il modulo didattico di Metodologie di Progettazione Hardware - Software viene attivato nell'AA 2003-04 all'interno del V anno della laurea specialistica in ingegneria elettronica (ma accessibile anche a studenti di altre lauree specialistiche).

Per saperne di più vai nella sezione materiali e consulta le presentazioni del seminario dell'8 Ottobre 2003