Hardware / Software Codesign

Hardware / Software Codesign
Organisatorisches
Ziele
Inhalte
Trost & Rat
Homepage:
http://ti.tuwien.ac.at/ecs/teaching/courses
LVA Leiter:



Martin Delvai
Andreas Steininger
Peter Tummeltshammer
email: [email protected]
Bitte LVA im TUWIS abonnieren
2
A. Steininger TU Vienna
Voraussetzungen
Inhaltlich:
gute Kenntnisse in VHDL
günstig: HW-Modellierung
Kenntnis des ASIC-Design Flow
günstig: DiDeVO & DiDeLU
Formal:
VO, LU und Vorauss. formal unabhängig
im Magister-Studienplan Techn. Informatik
3
A. Steininger TU Vienna
Abwicklung VO
9 fixe Termine:









4
Mo 28.4.
Mi 30.4.
Mo 5.5.
Mi 7.5.
Mo 14.5.
Mi 26.5.
Mi 28.5.
Mo 2.6.
Mi 4.6.
jeweils
10:15 bis 12:00
im Sem TI
A. Steininger TU Vienna
Benotung
Vorlesung:


Teilnahme an der Diskussion
Besprechung der Lösung aus der LU
Laborübung:


5
praktisches Ergebnis
Besprechung der Lösung aus der LU
A. Steininger TU Vienna
Vorlesung
Ziel:



theoretischer Hintergrund
Ausbildung eines Problembewusstseins
prinzipielles Verständnis
Weg:



6
Impulsvorträge / Gastvorträge
Diskussionen in Kleingruppen
Diskussionen im Plenum
A. Steininger TU Vienna
Ablauf einer VO-Einheit
5‘ Kurzdarstellung der Problematik
20‘ Diskussion in Kleingruppen
40‘ Präsentation der Gruppenergebnisse
40‘ Diskussion im Plenum und
kurzer Frontalvortrag
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A. Steininger TU Vienna
Vorstellungen zur LVA
Was ist überhaupt HW/SW Codesign?
Was lerne ich in dieser LVA?

Vorlesung

Laborübung
Wofür brauche ich das Wissen später?
8 A
A. Steininger TU Vienna
Was ist HW/SW Codesign?
paralleler Entwurf HW/SW



schneller
Bugs früher sichtbar
höherer Abstraktionsgrad
Partitionierung HW/SW

übergreifende Optimierung
Integration v. Systemen aus/mittels HW/SW


9
systematische Schnittstellendefinition
Komplexitätsbewältigung
A. Steininger TU Vienna
Embedded Systems: Challenges
„An exploding number of embedded reactive
heterogeneous components in mass-market products“
„Massive seamless integration of heterogeneous
components in a real-world environment“
„Building systems of guaranteed functionality and
quality at an acceptable cost is a major technological
and scientific challenge“
[Joseph Sifakis, Workshop on Strategies for Embedded Systems 2005]
10
A. Steininger TU Vienna
The Constraints
Dependability

safety, security, availability
[Joseph Sifakis,
Workshop on Strategies for Embedded
Systems 2005]
Autonomy

no humans in the loop
Low resource consumption

memory, power, energy
Physical constraints

weight size, heat dissipation, …
Market positioning

11
optimal cost/quality, time to market
A. Steininger TU Vienna
The System-Centric Approach
Joint Design (HW, SW,
Environment) to determine
cost / quality tradeoffs
Requires a combination of
competencies in SW, automation, networks, electronics,
man-machine interfaces
=> training, education
[Joseph Sifakis, Workshop on Strategies for
Embedded Systems 2005]
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A. Steininger TU Vienna
The Current State
no unified theory to
predict the dynamic
properties of a SW
running on a given
execution platform
complex systems are
built through a succession of incremental
developments
exploding validation
costs
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[Joseph Sifakis, Workshop on Strategies for
Embedded Systems 2005]
A. Steininger TU Vienna
Anwendungsbeispiele
Consumer-Products
unglaubliche Features
kleiner Preis, kleine Größe,
lange Akku-Lebensdauer
Mobiltelefonie
zusätzlich Mixed-Signal Design
Automotive
extreme Anforderungen
bezügl. Sicherheit & Preis
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A. Steininger TU Vienna
Die Herausforderungen
Miniaturisierung

mixed signal, dynamische Rekonfiguration,
Energiebudget

Rekonfiguration, power management,…
Komplexität

Interfaces, formale Verifikation
Produktivität / Time to market

Abstraktionsebenen, Automatisierung
Fehlertoleranz
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A. Steininger TU Vienna
Ziel der VO + LU
Bewusst-Machen der Problematik
Analysieren der Trade-offs
Verständnis für den Optimierungsprozess,
dessen Kriterien und Randbedingungen
Vermitteln erster eigener Erfahrungen
Non-Target: Kennenlernen bestehender Tools
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A. Steininger TU Vienna
Termine Vorlesung
28.4.
30.4.
5.5.
7.5.
14.5.
26.5.
28.5.
2.6.
4.6.
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VB + allg. Einführung
Kostenfaktoren & Constraints (WAS?)
Hardware vs. Software (WIE?)
Erklärung der Übungsaufgabe
Gastvortrag DI. Scheurer
Trends im Systemdesign
Gastvortrag DI. Armengaud
Gastvortrag Prof. Rupp
Gastvortrag Dr. Knerr, Dr. Holzer
A. Steininger TU Vienna
Gastvortrag
Dipl.-Ing. Dieter Scheurer


Managing Director
Gleichmann Electronics Research Austria
„Debugging mittels Semulator“
14. Mai 2008, Seminarraum TI
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A. Steininger TU Vienna
Gastvortrag
Dipl.-Ing. Eric Armengaud


Projektleiter
Das Virtuelle Fahrzeug (Graz)
„Detailed simulation on application level“
28. Mai 2008, Seminarraum TI
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A. Steininger TU Vienna
Gastvortrag
Prof. Markus Rupp


Institut für Nachrichtentechnik und HF-Technik
Leiter des CD Labors „Design Methodology of
Signal Processing Algorithms“
„The Chip Design Crisis“
2. Juni 2008, Seminarraum TI
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A. Steininger TU Vienna
Gastvortrag
Dr. Knerr & Dr. Holzer


Institut für Nachrichtentechnik und HF-Technik
Dissertanten im CD Labor „Design Methodology of
Signal Processing Algorithms“
Zusammenfassung der Dissertationen
4. Juni 2008, Seminarraum TI
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A. Steininger TU Vienna