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Curso: Codiseño hardware/software para sistemas empotrados basados en FPGAs Características Año Impartición Tipo Docencia Idioma Impartición 2005/06 Presencial Castellano Objetivos Las actuales escalas de integración utilizadas en la fabricación de circuitos integrados junto con el abaratamiento de costes obtenido permiten concebir el diseño de sistemas complejos en un circuito sobre dispositivos de lógica reconfigurable. El objetivo de este curso es presentar primeramente los conceptos, técnicas y metodologías necesarias para diseñar sistemas empotrados basados en FPGAs (Field Programmable Gate Arrays). La complejidad de diseño de estos sistemas requiere de un equipo multidisciplinar puesto que en general es necesario tanto abordar el diseño del software que se ejecuta en un microprocesador como el hardware necesario para acelerar ciertas funciones. Para finalizar el curso se presentará la herramienta de diseño EDK. Esta herramienta para codiseño es la que ofrece Xilinx, uno de los fabricantes líderes a nivel mundial de FPGAs, y con ella se realizarán una serie de diseños a nivel práctico. Profesores Jose Angel Ezquerra Ventosa Centro Universidad del País Vasco Lugar de ImparticiónEntidad/Institución: Centro: Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de Ingenieros de Telecomunicación de Bilbao Dirección Alameda Urquijo, s/n 48013 - Bilbao Bizkaia España Fechas Desde Hasta Horario Desde Hasta Aula: Temario 1.- Introducción. Aplicaciones y requerimientos de los sistemas electrónicos. Implementaciones posibles de un algoritmo sobre electrónica. Complejidad del diseño de sistemas embebidos. 2.- Conceptos básicos de arquitectura de microprocesadores. Microprocesadores RISC, CISC y DSP. Microprocesadores superescalares y VLIW. La memoria caché y la memoria virtual. 3.- Buses de comunicación. Características generales. Interrupciones. DMA. Problema del arbitraje. 4.- Sistemas en un circuito configurables (CSoC). Sistemas en un circuito configurables: ventajas y aplicaciones. Arquitecturas propuestas por fabricantes de CSoC. Metodología de diseño y verificación para CSoC. 5.- Propuestas para agilizar el diseño de sistemas embebidos. Módulos prediseñados. Plataformas. Lenguajes de alto nivel: Síntesis compartamental. Diseño a nivel de sistema. 6.- Procesado digital de señal sobre FPGAs. Algoritmos habitualmente implantados en FPGAs. Diseño de un filtro FIR mediante aritmética distribuida. Entornos gráficos para el diseño DSP sobre FPGAs. 7.- Sistemas operativos en tiempo real. Necesidad de sistemas operativos. S.O. en tiempo real. S.O. para FPGAs. 8.- Bajo consumo. Introducción. Diseño para bajo consumo en microprocesadores. Diseño para bajo consumo en FPGAs. 9.- Computación reconfigurable. La computación reconfigurable (CR) como nuevo paradigma: aplicaciones. Reconfiguraciones globales: aumento de la densidad funcional. Reconfiguraciones parciales: reconfiguraciones remotas y en tiempo real. 10.- Prácticas: prácticas de diseño de sistemas empotrados sobre FPGAs de Xilins. Presentación del sistema de desarrollo EDK (Embedded Development Kit). Características de los microprocesadores uBlaze y PowerPC. Buses de comunicación dentro de la FPGA. Definición hardware. Definición software. Módulos diseñados por el usuario. Importación de módulos para procesado de señal (system generator). Bibliografía Proceedings of the IEEE Symposium on FPGAs for Custom Computing Machines. Printed by IEEE Computer Society Press, Los Alamitos, Calif. Ver http://www.fccm.org/ Proceedings of the International Workshop on Field-Programmable Logic and Applications. Printed by Springer-Verlag. Nieman, R. Hardware/software Codesign for Data Flow Dominated Embedded Systems. Kluwer Academic Publishers. 1998 Xilinx, Inc., Platform Studio User Guide, Embedded Development Kit EDK 6.2i. 2004 Computer architecture: design for performance - Wilkinson, B. - Prentice Hall - 1996 Emdedded systems design: an introduction to processes, tools and techniques Berger S. Arnold - CMPBooks - 2002 The design warrior's guide to FPGAs: Device, tools and flows - Maxfield Clive Max - Elseiver - 2004