ΕΝΣΩΜΑΤΩΜΕΝΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ
Μιχάλης Ψαράκης
- Το μάθημα δεν διαθέτει περιγραφή -
Περίγραμμα
Περιεχόμενο Μαθήματος
Το μάθημα παρουσιάζει μια εισαγωγή στα Ενσωματωμένα Υπολογιστικά Συστήματα, τις εφαρμογές, τα χαρακτηριστικά τους και τις μεθοδολογίες μοντελοποίησης, σχεδίασης και ανάπτυξής. Σκοπός του μαθήματος είναι η μελέτη συγκεκριμένων μεθοδολογιών και εργαλείων για την περιγραφή των προδιαγραφών ενός Ενσωματωμένου Υπολογιστικού Συστήματος, την σχεδίαση της αρχιτεκτονικής του, την υλοποίηση των συστατικών του στοιχείων (υλικού και λογισμικού) καθώς και την ολοκλήρωση του συστήματος. Κεντρικό ρόλο στη διδασκαλία του μαθήματος κατέχει η προσπάθεια κατανόησης της ειδικής μορφής του κάθε Ενσωματωμένου Υπολογιστικού Συστήματος, όπως αυτή καθορίζεται από τους περιορισμούς και τις απαιτήσεις της εφαρμογής στην οποία θα χρησιμοποιηθεί.
Θα καλυφθούν τα ακόλουθα αντικείμενα:
- Εισαγωγή στα Ενσωματωμένα Υπολογιστικά Συστήματα. Ενσωματωμένες εφαρμογές, χαρακτηριστικά και απαιτήσεις.
- Αρχιτεκτονική συνόλου εντολών και συμβολική γλώσσα (assembly). Αρχιτεκτονική συνόλου εντολών ενσωματωμένων επεξεργαστών (ARM, MIPS).
- Η Πλατφόρμα των Ενσωματωμένων Συστημάτων. Ενσωματωμένοι επεξεργαστές και τεχνικές αύξησης της απόδοσης. Ιεραρχία μνήμης. Διαχείριση και προστασία μνήμης. Συστήματα εισόδου/εξόδου. Σύνδεση περιφερειακών συσκευών.
- Ανάπτυξη και δοκιμή ενσωματωμένου λογισμικού. Ανάλυση του χρόνου εκτέλεσης του ενσωματωμένου λογισμικού. Λειτουργικά Συστήματα Πραγματικού Χρόνου για Ενσωματωμένα Υπολογιστικά Συστήματα.
Εκπαιδευτικές Δραστηριότητες
Το μάθημα περιλαμβάνει διαλέξεις και εργαστηριακές ασκήσεις σε αναπτυξιακές/εκπαιδευτικές ενσωματωμένες πλατφόρμες.
Τρόποι αξιολόγησης / εξέτασης
Παράδοση 2 εργασιών.
Ομαδικές εργασίες (2 ή 3 ατόμων)
Εργασία Ι (50% τελικού βαθμού): Ανάπτυξη λογισμικού για ενσωματωμένο επεξεργαστή και ανάλυση της απόδοσης του συστήματος σε περιβάλλον προσομοίωσης.
Εργασία ΙΙ (50% τελικού βαθμού): Υλοποίηση εφαρμογής σε μια αναπτυξιακή ενσωματωμένη πλατφόρμα
Βοηθήματα
Βιβλιογραφία
Σχετικά με την Αρχιτεκτονική Υπολογιστών
- Computer organization and design : the hardware/software interface, Patterson, David A., Hennessy, John L., Morgan Kaufmann Publishers, c2009. (*) (**)
- Computer architecture : a quantitative approach, Hennessy, John L., Patterson, David A., Elsevier, 2012. (*) (**)
- Structured computer organization, Tanenbaum, Andrew S., Pearson Prentice Hall, c2006. (*) (**)
- Computer Organization and Architecture: Designing for Performance, W.Stallings, (*) (**)
Σχετικά με τα Ενσωματωμένα Συστήματα
- Computers as components : principles of embedded computing system design, Wolf, Wayne Hendrix, Morgan Kaufmann Publishers, 2001. (*) (**)
- High-performance embedded computing : architectures, applications, and methodologies, Wolf, Wayne, Elsevier/Morgan Kaufmann Publishers, c2007. (**)
- Embedded system design, Marwedel, Peter, Kluwer Academic Publishers, 2006. (**)
(*) Υπάρχει ελληνική μετάφραση
(**) Διατίθεται στην βιβλιοθήκηΑνθρώπινο Δυναμικό
Επικ. Καθηγητής Μιχάλης Ψαράκης
e-mail: mpsarak at unipi dot gr
Το μάθημα παρουσιάζει μια εισαγωγή στα Ενσωματωμένα Υπολογιστικά Συστήματα, τις εφαρμογές, τα χαρακτηριστικά τους και τις μεθοδολογίες μοντελοποίησης, σχεδίασης και ανάπτυξής. Σκοπός του μαθήματος είναι η μελέτη συγκεκριμένων μεθοδολογιών και εργαλείων για την περιγραφή των προδιαγραφών ενός Ενσωματωμένου Υπολογιστικού Συστήματος, την σχεδίαση της αρχιτεκτονικής του, την υλοποίηση των συστατικών του στοιχείων (υλικού και λογισμικού) καθώς και την ολοκλήρωση του συστήματος. Κεντρικό ρόλο στη διδασκαλία του μαθήματος κατέχει η προσπάθεια κατανόησης της ειδικής μορφής του κάθε Ενσωματωμένου Υπολογιστικού Συστήματος, όπως αυτή καθορίζεται από τους περιορισμούς και τις απαιτήσεις της εφαρμογής στην οποία θα χρησιμοποιηθεί.
Θα καλυφθούν τα ακόλουθα αντικείμενα:
- Εισαγωγή στα Ενσωματωμένα Υπολογιστικά Συστήματα. Ενσωματωμένες εφαρμογές, χαρακτηριστικά και απαιτήσεις.
- Αρχιτεκτονική συνόλου εντολών και συμβολική γλώσσα (assembly). Αρχιτεκτονική συνόλου εντολών ενσωματωμένων επεξεργαστών (ARM, MIPS).
- Η Πλατφόρμα των Ενσωματωμένων Συστημάτων. Ενσωματωμένοι επεξεργαστές και τεχνικές αύξησης της απόδοσης. Ιεραρχία μνήμης. Διαχείριση και προστασία μνήμης. Συστήματα εισόδου/εξόδου. Σύνδεση περιφερειακών συσκευών.
- Ανάπτυξη και δοκιμή ενσωματωμένου λογισμικού. Ανάλυση του χρόνου εκτέλεσης του ενσωματωμένου λογισμικού. Λειτουργικά Συστήματα Πραγματικού Χρόνου για Ενσωματωμένα Υπολογιστικά Συστήματα.
Το μάθημα περιλαμβάνει διαλέξεις και εργαστηριακές ασκήσεις σε αναπτυξιακές/εκπαιδευτικές ενσωματωμένες πλατφόρμες.
Παράδοση 2 εργασιών.
Ομαδικές εργασίες (2 ή 3 ατόμων)
Εργασία Ι (50% τελικού βαθμού): Ανάπτυξη λογισμικού για ενσωματωμένο επεξεργαστή και ανάλυση της απόδοσης του συστήματος σε περιβάλλον προσομοίωσης.
Εργασία ΙΙ (50% τελικού βαθμού): Υλοποίηση εφαρμογής σε μια αναπτυξιακή ενσωματωμένη πλατφόρμα
Βιβλιογραφία
- Computer organization and design : the hardware/software interface, Patterson, David A., Hennessy, John L., Morgan Kaufmann Publishers, c2009. (*) (**)
- Computer architecture : a quantitative approach, Hennessy, John L., Patterson, David A., Elsevier, 2012. (*) (**)
- Structured computer organization, Tanenbaum, Andrew S., Pearson Prentice Hall, c2006. (*) (**)
- Computer Organization and Architecture: Designing for Performance, W.Stallings, (*) (**)
- Computers as components : principles of embedded computing system design, Wolf, Wayne Hendrix, Morgan Kaufmann Publishers, 2001. (*) (**)
- High-performance embedded computing : architectures, applications, and methodologies, Wolf, Wayne, Elsevier/Morgan Kaufmann Publishers, c2007. (**)
- Embedded system design, Marwedel, Peter, Kluwer Academic Publishers, 2006. (**)
Επικ. Καθηγητής Μιχάλης Ψαράκης
e-mail: mpsarak at unipi dot gr
