(System Level Modeling and Design) 2.

Z1-PU7
(pieczęć wydziału)
WYDANIE N1
Strona 1 z 3
KARTA PRZEDMIOTU
1. Nazwa przedmiotu: Modelowanie i projektowanie na poziomie systemowym
2. Kod przedmiotu:
(System Level Modeling and Design)
SLMD
3. Karta przedmiotu ważna od roku akademickiego: 2015/2016
4. Forma kształcenia: studia drugiego stopnia
5. Forma studiów: studia stacjonarne
6. Kierunek studiów: ELEKTRONIKA I TELEKOMUNIKACJA (WYDZIAŁ AEiI)
7. Profil studiów: ogólnoakademicki
8. Specjalność:
9. Semestr: 1
10. Jednostka prowadząca przedmiot: Instytut Elektroniki, RAu3
11. Prowadzący przedmiot: dr hab. inż. Andrzej Pułka
12. Przynależność do grupy przedmiotów: przedmioty wspólne
13. Status przedmiotu: obowiązkowy
14. Język prowadzenia zajęć: angielski
15. Przedmioty wprowadzające oraz wymagania wstępne: Zakłada się, że przed rozpoczęciem nauki
niniejszego przedmiotu student posiada przygotowanie w zakresie funkcjonowania i projektowania
nowoczesnych systemów cyfrowych opartych o układy mikroprocesorowe, tworzenia protokołów
komunikacyjnych, synchronizacji bloków funkcjonalnych oraz podstaw programowania. Ponadto studenci
powinni znać podstawy języków opisu sprzętu (VHDL, Verilog), a także podstawy programowania
obiektowego w języku C++.
16. Cel przedmiotu: Celem przedmiotu jest uzupełnienie i rozwinięcie podstawowych informacji z zakresu
metod projektowania i modelowania złożonych, wbudowanych systemów elektronicznych. W szczególności
zostanie zaprezentowana transakcyjna metoda modelowania systemu elektronicznego wraz z taksonomią
różnych modeli od ogólnie sformułowanego zadania do tworzenia pełnego modelu systemu z syntezą sprzętu,
oprogramowania oraz protokołu transmisyjnego. Zostaną przedstawione podstawowe wymagania ogólne wobec
języków opisu systemu, a następnie zostaną zaprezentowane poszczególne elementy składowe biblioteki języka
SystemC stanowiącego nadzbiór języka C++. Jako alternatywne narzędzie zostanie zaprezentowany język
SystemVerilog będący systemowym rozszerzeniem standardu języka opisu sprzętu Verilog. Główny nacisk
zostanie położony na nowe elementy składowe obu narzędzi umożliwiające uzyskać większą elastyczność opisu
oraz wprowadzać konstrukcje charakterystyczne dla złożonych systemów wbudowanych. Słuchacze zapoznają
się z metodami tworzenia uniwersalnych interfejsów, kanałów transmisyjnych, protokołów komunikacyjnych,
mechanizmów kontroli dostępu do zasobów, przetwarzania współbieżnego i wielowątkowego. Dodatkowo
zostaną omówione elementy tworzenia asercji w obu językach. Umiejętność wykorzystywania tych elementów
języka opisu sprzętu stanowi podstawę do budowania tzw. modeli weryfikacyjnych, które umożliwiają
weryfikację poprawności działania modeli systemów wbudowanych.
Wiedza zdobyta na wykładzie umożliwi słuchaczom efektywne korzystanie z nowoczesnych metod i narzędzi
projektowania złożonych systemów elektronicznych na najwyższym poziomie abstrakcji.
17. Efekty kształcenia:1
1
należy wskazać ok. 5 – 8 efektów kształcenia
Z1-PU7
Nr
Opis efektu kształcenia
W1
ma poszerzoną i pogłębioną wiedzę w zakresie
algorytmów przetwarzania sygnałów, która pozwala
zrozumieć działanie nowoczesnych systemów
wbudowanych.
W2
rozumie metodykę projektowania złożonych
elektronicznych systemów wbudowanych; zna języki
opisu sprzętu oraz SystemC, potrafi wykorzystać
komputerowe narzędzia w projektowaniu, modelowaniu
i symulacji układów i systemów
U1
posługuje się językiem angielskim w stopniu
wystarczającym do porozumiewania się, również w
sprawach zawodowych, czytania ze zrozumieniem
literatury fachowej, a także przygotowania
i wygłoszenia krótkiej prezentacji na temat realizacji
zadania projektowego lub badawczego
U2
potrafi - przy formułowaniu i rozwiązywaniu zadań
związanych z modelowaniem i projektowaniem
elektronicznych systemów wbudowanych - integrować
wiedzę pochodzącą z różnych źródeł
K1
potrafi myśleć i działać w sposób kreatywny
i przedsiębiorczy
18. Formy zajęć dydaktycznych i ich wymiar (liczba godzin)
W.: 15
WYDANIE N1
Strona 2 z 3
Metoda
sprawdzenia efektu
kształcenia
Forma
prowadzenia
zajęć
Realizacja projektu
wykład
Odniesienie
do efektów
dla kierunku
studiów
K2A_W01
Realizacja projektu
wykład
K2A_W07
Realizacja projektu
projekt
K2A_U05
Realizacja projektu
projekt
K2A_U17
Realizacja projektu
projekt
K2A_K01
P: 15
19. Treści kształcenia:
Wykład:
Definicja pojęcia elektronicznego systemu wbudowanego SoC, omówienie podstawowych metod projektowania
systemowego: wstępującej, zstępującej oraz pośredniej. Diagram Gajskiego-Kuhna. Przegląd nowoczesnych metod syntezy
systemów wbudowanych, struktury sprzętowej, projekt mikroprocesora, wybór systemu operacyjnego, synteza
oprogramowania, opracowanie protokołu transmisyjnego i synteza komunikacji wewnątrz systemu.
Omówienie pojęć modeli obliczeniowych MoC oraz modeli transakcyjnych TLM.
Język SystemC – ogólna definicja oraz projekt standardu języka, architektura bibliotek i modułów języka SystemC w
odniesieniu do języka C++. Podstawowe typy danych, budowa modułów oraz procesów kombinacyjnych i sekwencyjnych.
Przetwarzanie czasu w języku SystemC oraz metody modelowania współbieżności. Struktura podstawowych kanałów
komunikacyjnych, tworzenie struktur hierarchicznych oraz metody definiowania komunikacji międzyblokowej w
strukturach hierarchicznych.
Porównanie języka SystemC do języka SystemVerilog. Zasadnicze elementy obu standardów w świetle omówionych
elementów języka SystemC.
Standardy weryfikacyjne SVS oraz SVA. Krótkie omówienie i porównanie obu narzędzi, wprowadzenie do metod
tworzenia modeli weryfikacyjnych VIP w językach SystemC oraz SystemVerilog.
Projekt:
W ramach projektu studenci powinni:
1. Uruchomić systemC w środowisku Visual Studio i skonfigurować niezbędne biblioteki;
2. Przeprowadzić symulację wybranych prostych modeli prostych układów cyfrowych;
3. Zaprojektować i wykonać model w języku SystemC własnego systemu wbudowanego według wytycznych
prowadzącego. Następnie uruchomić symulację tego modelu i przeprowadzić analizę (weryfikację) poprawności
jego działania
20. Egzamin: nie
Z1-PU7
WYDANIE N1
Strona 3 z 3
21. Literatura podstawowa:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Gajski, D. D., Abdi, S., Gerstlauer, A,. Schirner, G., Embedded System Design: Modeling, Synthesis,
Verification, Springer, , July 2009.
Ashenden P.J.: Digital Design – An Embedded Systems Approach Using VERILOG. Morgan Kaufman
Publishers, San Francisco 2008.
Mano M.M., Kime C.R.: Podstawy projektowania układów logicznych i komputerów. Wydawnictwo
Naukowo-Techniczne, Warszawa 2007.
Spears C.: SystemVerilog for Verification: A Guide to Learning the Testbench Language Features. Springer,
2nd edition, New York June 2007.
SystemC: 1366 – 2011 IEEE Standard Specification SystemC Language Reference Manual. IEEE, New
York, USA 3 January 2012.
SystemVerilog, standard języka: 1800-2009 IEEE Standard for System Verilog-Unified Hardware Design,
Specification, and Verification Language.
22. Literatura uzupełniająca:
1.
2.
3.
4.
5.
Corben T.H., Leoserson C.E., Rivest R.L, Stein C.: Wprowadzenie do algorytmów. Wydawnictwo
Naukowo-Techniczne, Wydanie 8, Warszawa 2007.
Gajski D.D., Kuhn R.,: New vlsi tools. Computer Magazine, Vol. 16, No. 12, IEEE Computer Society Press
Dec. 1983, p. 11–14.
Gajski D.D., Jianwen Zhu, Dömer R., Gerstlauer A., Shuqing Zhao: SpecC: Specification Language and
Methodology. Kluwer Academic Publishers, Boston 2000.
Lamie E.L.: Real-Time Embedded Multithreading. CMP Books, San Francisco 2005, USA.
Stallings W.: Organizacja i architektura systemu komputerowego, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne,
Wydanie 3, Warszawa 2004.
23. Nakład pracy studenta potrzebny do osiągnięcia efektów kształcenia
Lp.
Forma zajęć
1
Wykład
2
Ćwiczenia
0/0
3
Laboratorium
0/0
4
Projekt
5
Seminarium
6
Inne
Suma godzin
Liczba godzin
kontaktowych / pracy studenta
15/10
15/20
0/0
/
30/30
24. Suma wszystkich godzin: 60
25. Liczba punktów ECTS: 2
26. Liczba punktów ECTS uzyskanych na zajęciach z bezpośrednim udziałem nauczyciela akademickiego: 1
27. Liczba punktów ECTS uzyskanych na zajęciach o charakterze praktycznym (laboratoria, projekty): 1
26. Uwagi:
Zatwierdzono:
…………………………….
…………………………………………………
(data i podpis prowadzącego)
(data i podpis dyrektora instytutu/kierownika katedry/
Dyrektora Kolegium Języków Obcych/kierownika lub
dyrektora jednostki międzywydziałowej)