Detail předmětu

Hardware/Software Codesign

FIT-HSCAk. rok: 2021/2022

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.

Výsledky učení předmětu

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.

Prerekvizity

Základy modelování a simulace.

Doporučená nebo povinná literatura

Přednáškové materiály v elektronické formě.

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.


Způsob a kritéria hodnocení

projekt (celkem 25 bodů) půlsemestrální zkouška (celkem 20 bodů) závěrečná zkouška (celkem 55 bodů)

Jazyk výuky

čeština, angličtina

Cíl

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.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Znalosti studentů jsou ověřovány půlsemestrální zkouškou (20 bodů), vypracováním projektu (25 bodů) v předepsaném termínu a semestrální zkouškou. Pro získání bodů ze semestrální zkoušky je nutné ji vypracovat tak, aby byla hodnocena nejméně 25 body (z celkem 55 bodů). V opačném případě bude semestrální zkouška hodnocena 0 body. Pokud bude odhaleno plagiátorství nebo nedovolená spolupráce na projektech, příslušné body nebudou uděleny a dále bude zváženo zahájení disciplinárního řízení.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program IT-MGR-2 magisterský navazující

    obor MBI , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinně volitelný
    obor MIS , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    obor MIN , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinně volitelný
    obor MMM , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný

  • Program MITAI magisterský navazující

    specializace NBIO , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NISD , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NISY , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NISY do 2020/21 , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NIDE , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NCPS , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NSEC , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NMAT , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NGRI , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NNET , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NVIZ , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NSEN , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NMAL , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NHPC , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinný
    specializace NVER , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NEMB , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinný
    specializace NADE , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NSPE , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný

  • Program IT-MGR-2 magisterský navazující

    obor MBS , 1. ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinně volitelný
    obor MGM , 1. ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinný
    obor MPV , 1. ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinný
    obor MSK , 1. ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova


  1. Aspekty návrhu vestavěných HW/SW výpočetních systémů na systémové úrovni. 

  2. Výpočetní technologie, struktury a heterogenní platformy. 

  3. Behaviorální a strukturní popis. 

  4. Syntéza výpočetních systémů - alokace, přidělení a plánování výpočetních úloh na výpočetní struktury. 

  5. Syntéza výpočetních struktur a jejich optimalizace podle různých kritérií. 

  6. Integrovaná návrhová prostředí. 

  7. Jazyky pro popis HW/SW. 

  8. Techniky pro odhady a analýzu návrhu s ohledem na daná omezení. 

  9. Techniky návrhu s ohledem na nízký příkon. 

  10. Výpočetní modely. 

  11. Rozhraní a komunikace mezi komponentami. 

  12. Algoritmy a nástroje pro automatizované rozdělování.

  13. Optimalizace na systémové úrovni.

Projekt

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Individuální projekt v rozsahu 13 hodin.