Detail předmětu

Hardware/Software Codesign

HSC Ak. rok 2023/2024 zimní semestr 5 kreditů

Předmět je zaměřen na aspekty návrhu výpočetních systémů na systémové úrovni. Optimalizaci výsledné implementace HW/SW systému podle různých kritérií. Behaviorální a strukturní popis funkce systému. Modely základních hardwarových a softwarových komponent a jejich rozhraní. Syntézu hardwarových a softwarových komponent. Přidělení příslušného behaviorálního popisu vybraným komponentám. Návrh rozhraní mezi komponentami. Plánování přístupu na sdílené komponenty. Techniky pro predikci a analýzu návrhu s ohledem na daná omezení. Algoritmy a nástroje pro automatizované rozdělování. Heterogenní výpočetní architektury a platformy. Integrované návrhové prostředky. Studie optimalizovaných HW/SW systémů.

Garant předmětu

Koordinátor předmětu

Jazyk výuky

česky, anglicky

Zakončení

zápočet+zkouška (písemná)

Rozsah

  • 39 hod. přednášky
  • 13 hod. projekty

Bodové hodnocení

  • 55 bodů závěrečná zkouška (písemná část)
  • 20 bodů půlsemestrální test (písemná část)
  • 25 bodů projekty

Zajišťuje ústav

Přednášející

Cíle předmětu

Studijním cílem předmětu je získání znalostí a dovedností v oblasti souběžného návrhu technického a programového vybavení (HW/SW Co-design) výpočetních systémů. Dále pak seznámení s modely pro popis chování hardwarových a softwarových komponent a jejich vzájemnou interakci, s algoritmy a technikami pro rozdělování a odhad kvality rozdělení na část softwarovou a část hardwarovou, se syntézou a optimalizací výsledné implementace systému podle různých kritérií.
Studenti získají znalosti a dovednosti v teorii a technikách automatizovaného souběžného návrhu hardware a software výpočetních systémů optimalizovaných podle různých hledisek.
Teoretický základ pro analýzu a návrh HW/SW systémů.

Proč je předmět vyučován

Student získá znalosti a dovednosti v oblasti HW/SW co-designu výpočetních systémů, modely pro popis chování a struktury HW a SW komponent, algoritmy a techniky pro rozdělení, odhad kvality, syntézy a optimalizace finálního systému podle různých kritérií.

Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti

Základy modelování a simulace.

Literatura studijní

  • Přednáškové materiály v elektronické formě.

Literatura referenční

  • Schaumont, P. R.: A Practical Introduction to Hardware/Software Codesign, Second Edition, Springer, 2013, ISBN 978-1-4614-3737-6 (eBook).

  • De Micheli, G., Rolf, E., Wolf, W.: Readings in Hardware/Software Co-design, Morgan Kaufmann; 1. vydání, 2001, 697 s., ISBN: 1558607021.

  • L. H. Crockett, R. A. Elliot, M. A. Enderwitz and R. W. Stewart: The Zynq Book: Embedded Processing with the ARM CortexA9 on the Xilinx Zynq-7000 All Programmable SoC, First Edition, Strathclyde Academic Media, 2014.
  • D. D. Gajski, N. D. Dutt, A. C-H Wu, S. Y-L Lin: High-Level Synthesis: Introduction to Chip and System Design, Springer, 1992, ISBN-13: 978-0792391944.
  • M. Fingeroff: High-Level Synthesis Blue Book, Xlibris US, 2010, ISBN ‎ 1450097243.

Osnova přednášek

  • Aspekty návrhu vestavěných HW/SW výpočetních systémů na systémové úrovni. 
  • Výpočetní technologie, struktury a heterogenní platformy. 
  • Behaviorální a strukturní popis. 
  • Syntéza výpočetních systémů - alokace, přidělení a plánování výpočetních úloh na výpočetní struktury. 
  • Syntéza výpočetních struktur a jejich optimalizace podle různých kritérií. 
  • Integrovaná návrhová prostředí. 
  • Jazyky pro popis HW/SW. 
  • Techniky pro odhady a analýzu návrhu s ohledem na daná omezení. 
  • Techniky návrhu s ohledem na nízký příkon. 
  • Výpočetní modely. 
  • Rozhraní a komunikace mezi komponentami. 
  • Algoritmy a nástroje pro automatizované rozdělování.
  • Optimalizace na systémové úrovni.

Osnova ostatní - projekty, práce

Individuální projekt v rozsahu 13 hodin.

Průběžná kontrola studia

  • Pololetní zkouška - 20 bodů.
    Projekt - 25 bodů. Pro získání zápočtu, a tedy i pro přihlášení ke zkoušce, musí studenti získat z projektu alespoň 5 bodů.
  • Závěrečná zkouška - 55 bodů. Minimální počet bodů, které lze získat ze závěrečné zkoušky, je 25. V opačném případě nebudou studentovi přiděleny žádné body.
  • Plagiátorství a nedovolená spolupráce způsobí, že zúčastnění studenti nebudou klasifikováni a může být zahájeno disciplinární řízení.

Podmínky zápočtu

Získání min. 5 bodů z projektu je podmínka nutná pro udělení zápočtu. Pokud bude odhaleno plagiátorství nebo nedovolená spolupráce na projektech, zápočet nebude udělen a dále bude zváženo zahájení disciplinárního řízení.

Rozvrh

DenTypTýdnyMístn.OdDoKapacitaPSKSkupInfo
St zkouška 2023-10-25 G202 13:0014:30 HSC - Hardware/Software Codesign
St přednáška 1., 2., 6., 11., 13. výuky G202 13:0015:5080 1MIT 2MIT NEMB NGRI - NNET NHPC NISY xx Fučík
St přednáška 3., 12. výuky G202 13:0015:5080 1MIT 2MIT NEMB NGRI - NNET NHPC NISY xx Kekely
St přednáška 4., 5., 7., 8., 9., 10. výuky G202 13:0015:5080 1MIT 2MIT NEMB NGRI - NNET NHPC NISY xx Martínek
Čt zkouška 2024-01-04 E104 10:0011:30 řádná

Zařazení předmětu ve studijních plánech

Nahoru