Sisteme incorporate

5/28/2018 Sisteme incorporate

1/39

Sisteme Incorporate

Introducere

1Sisteme Incorporate 2008


2/39

Sisteme Incorporate

Ce au in comun o masina de spalat si un Boeing 747?

Sisteme Incorporate 2008 2

Amandoua sunt sisteme incorporate.


3/39

Sisteme Incorporate

DefinitieUn sistem de calcul incorporat in dispozitivele

electronice.

3

Sistemul implementeaza o anumita functionalitate

Este o combinatie de hardware si software proiectata

sa indeplineasca o functie anume.

Sisteme Incorporate 2008


4/39

Vedere de ansamblu Sisteme de calcul incorporate

Greu de definit. Aproape toate sistemele diferite de uncalculator desktop obisnuit

Miliarde de unitati produse anual vs. milioane de

4

unitati pentru sisteme e es top In jur de 50 sisteme intr-o locuinta sau intr-un

automobil obisnuit

Pret semnificativ mai mic decat al unui sistem desktop

Putere de calcul redusa ( nu in toate cazurile)



5/39

Exemple Obisnuite



6/39

Mai multe exemple Sisteme de procesare semnal

radar, sonar, real-time video, playere MP3/CD/DVD, echipament

medical Sisteme critice

avionica, echipamente de control al navelor spatiale, controlul

6

Sisteme de control distribuit

Routere si switch-uri de retea, sisteme de transport in masa

Sisteme mici

Telefoane celulare, electrocasnice, jucarii, carduri, playere MP3,PDA-uri, camere digitale, senzori, ceasuri digitale, receptoare GPS



7/39

Primul Sistem Embedded

AGC construit de MIT Instrumentation Laboratory (60)



8/39

Apollo Guidance Computer20 Iulie 1969 Primul Computer care a ajuns pe Luna

Specificatii:Frecventa de ceas: 1,024 MHzMemorie RAM: 8KB memorie cu miez de ferita

Memorie program: 64KB ROM Core Rope

Primul sistem de calcul care a folosit circuite inte rate



9/39

Caracteristicile unui sistem embedded Are o singura functie

Executa un singur program, repetat

Supus la constrangeri

Cost redus, consum mic de electricitate, dimensiuni, viteza de

9

, .

Reactioneaza la evenimentele de timp real

Reactioneaza la schimbarile din mediul inconjurator

Trebuie sa obtina rezultate in timp real cu un minim de

intarzieri



10/39

De ce ne pasa? Cateva cifre de piata Echipamentele embedded inlocuiesc PC-urile

Au diferite forme si functii specializate fata de generalismul unui PC.

Anul 2002: mai mult de 50% din dispozitivele de acces la Internet NUsunt PC-uri. In 1997, 96% din dispozitivele de acces la Internet erau PC-uri

10

calcul Automobilele moderne contin aproape 100 de procesoare care ruleaza

software complex Reglarea combustiei, controlul noxelor emise, sistem anti-derapare,

monitorizarea consumului, transmisia automata, gestionarea afisajului debord etc. http://www.howstuffworks.com/car-computer.htm



11/39

Lucrurile privite din perspectiva CS In trecut stiinta calculatoarelor nu era interesata de domeniul

embedded

Cantitate limitata de software

Programare la nivel de baza

11

sofware development in CS

Cresterea complexitatii sistemelor embedded necesita

sistematizarea proiectarii



12/39

Factorul decisiv in cresterea complexitatii

Legea lui Moore: Dublarea numarului de tranzitoare dintr-un chip

odata la 18 luni

Permite inlocuirea sistemelor analogice complexe cu sisteme digitale (ex:

camera foto digitala)



13/39

Unde gasim procesoarele?98% 8 2000

PunctelePunctele dede interesinteres ale CSale CS

ComputereComputereInteractiveInteractive

UndeUnde suntsunt procesoareleprocesoarele??

RobotiRoboti66%%

VehiculeVehicule1212%%

PCPC22%%

13

ServereServere,,etc.etc.

200200 mil.mil.pepe anan

InIn VechiculeVechiculeEmbeddedEmbedded

InIn RobotiRoboti

8.58.5 mldmld..pepe anan

SursaSursa: DARPA/Intel (: DARPA/Intel (TennenhouseTennenhouse))



14/39

Caracteristici tipice ale S. I. Parte a unui sistem mai mare

Aproape niciodata un calculator cu ecran, tastatura etc.

Hardware si Software dedicat, nu universal

14

p ca a p care e pro ec a es e s u a na n e

Dezvoltarea aplicatiei se face concurent

Trebuie sa fie reprogramabil

Flexibilitate la upgrade, repararea erorilor, particularizare in functiede utilizator



15/39

Caracteristici tipice ale S. I. (2)

Interactioneaza (simte, comunica, manipuleaza) cu lumea exterioara

Nu se opreste niciodata din executie (caz ideal)

15

Timpul de operare e constrans de productivitate si latenta in executie.

Alte constrangeri: consum de energie, dimensiuni, greutate, temperatura,fiabilitate etc.

Performanta crescuta si capabilitate de conectare la Internet.



16/39

Tendinte Recente Cerinte crescute de calcul

Procesare multimedia, HDTV

Conectare in retea Pentru monitorizare si depanare de la distanta.

Server Web embedded

16

e.g. x s camera p: ne eye.nes .uc a.e u

e.g. Mercedes car with web server

Masini Java embedded

e.g. Java ring, smart card, imprimante

Camere foto/video care se conecteaza direct la retea

Nevoie crescuta de flexibilitate

Timpul necesar dezvoltarii unui produs nou scade tot mai mult



17/39

Sisteme Embedded Software Traditionale



18/39

Sisteme Embedded Hardware

Traditionale (ASIC)

: 4.6 5.1

18

: 20

: 0.5

: 16 120 @ 20, 3.3

: 10

300



19/39

System-on-Chip (SoC)

Definitie: un chip care contine toate circuiteleelectronice necesare pentru un sistem complet. SoC au

in compozitie memorie(RAM si ROM),

19

m croprocesoru , n er e e per er ce, n er e e ,

convertoare si alte componente necesare sistemului in

cauza.

SoC este in concordanta cu legea lui Moore.



20/39

Exemplu de System-on-chip (SoC)

20' $3



21/39

Mai multe exemple

21

(B) (B)



22/39

SoC + mecanica: Berkeley Smart Dust



23/39

SoC Reconfigurabil

FIC: A FGA

40,000

A40 FGA

23

36 B A,

30 I 8 A IC



24/39

Platform SoC Unele portiuni din chip sunt predefinite pentru un anumit

domeniu de aplicatie

Procesor, blocuri periferice proprietate intelectuala (IP), memorie saumagistrala de un anumit tip, sistem de operare de timp real etc.

Particularizarea designului prin adaugarea de module hardware IPsau software incorporat

24

e ce ex s a Cresterea diferentei de productivitate Pretul ridicat de fabricatie al ASIC

+ Ciclu de design rapid din cauza folosirii unor subsisteme deja

existente

- Flexibilitate redusa



25/39

Diferenta de Productivitate Cresterea diferentei dintre ce poate tehnologia sa ofere si

capabilitatea noastra de-a proiecta sisteme care sa o

foloseasca.



26/39

Migrarea de la hardware la softwareembedded

16% .

1.6 $ 2004

3.5 2009

26

I (. HD, G

3G)

.

: CD



27/39

Schimbari in efortul de dezvoltare1996: 90%

C

10%

2002: 5050

27

C

130.

: CD



28/39

Ubiquitous computing ,

.

28

. ,

The purpose of a computer is to help you do something else.The best computer is a quiet, invisible servant.

The more you can do by intuition the smarter you are; the computer should extend

your unconscious.

Technology should create calm.


Dust

Skin

Clay

Clasificare device-uri:

Tabs

Pads

Boards


29/39

Exemplu: Smart City


www.sensei-project.eu


30/39

Embedded Design HowTo?


?


31/39

Embedded System Design FlowEmbedded System Design FlowEmbedded System Design FlowEmbedded System Design Flow Modelare

Sistemul care urmeaza sa fie proiectat; experimente cu algoritmii ce vor fi

folositi; Partitionare (sau rafinare)

Functionalitate e impartita in mai multe module care interactioneaza;

31

-

Elementele din modelul rafinat pot sa fie blocuri hardware sau software;

Gestionarea resurselor

Determinarea modulelor care folosesc aceeasi resursa (de cele mai multe ori

hardware) si arbitrarea accesului la aceasta;

Implementarea

Scrierea de cod care sa ruleze pe un anumit procesor sau realizarea unei

componente hardware specializate pe baza descrierilor functionale produse

de etapele anterioare.



32/39

Embedded System Design



33/39

Evolutia paralela HW-SW

C

A C

Transfer de Registre

Cod secvential (e.g., C, VHDL)

Compilatoare

(anii 60,70)

Sinteza

Comportamentala

(90)

Sinteza RT

Scara co-evolutiei

33

Implementare

ns ruc un e asam are

Cod Masina Porti Logice

Ecuatii logice / FSM-uri

Asambloare, link-

editoare

(anii 50s 60)

(80, 90)

Logica de sinteza

(70, 80)

Microprocesor Implementare inVLSI,

ASIC, PLD



34/39

HW-SW co-design I :

.

Transfer de Registre

Cod secvential (e.g., C, VHDL)

Compilatoare

(anii 60,70)

Sinteza

Comportamentala(90)

Sinteza RT

34

:

+

Source: Vahid/Givargis

Implementare

Cod Masina Porti Logice

Ecuatii logice / FSM-uri

Asambloare, link-

editoare

(anii 50s 60)

,

Logica de sinteza

(70, 80)

Microprocesor Implementare

inVLSI, ASIC, PLD



35/39

Notare Curs S. I.

4

3

2

:

1. 2


1

2

I

2. 1.5

I

3. 1.5 +

I

4. 6


36/39

Copiatul Temelor / Examenelor

:

C

C = 0


I > /

C >


37/39

Bibliografie

I (G & )

B 2 (, 2006)

H


,

B 3 (2002)

(2006)

'


38/39

Cursuri Sisteme Embedded pe Net

//..//281/.

.

//.../.

24 , ,


.. . .

.. 382

//...///382/.

20 //...//20/.

212

//...//212. 213

//...//213.


39/39

Tema de Casa 1

1.

2. 12 . ( 2000,

Sisteme Incorporate 2008 39Sisteme Incorporate 2008 39

.

3. , .4. .5. . .

DEADLINE: 18 Octombrie (ora 23:55)

Date post:	18-Oct-2015
Category:	Documents
Upload:	marius-lucian
View:	70 times
Download:	0 times

Sisteme incorporate

Documents