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PORTALE DELLA DIDATTICA

System-on-chip architecture

01QYHOV

A.A. 2019/20

Course Language

English

Course degree

Master of science-level of the Bologna process in Computer Engineering - Torino

Course structure
Teaching Hours
Lezioni 40
Esercitazioni in aula 20
Teachers
Teacher Status SSD h.Les h.Ex h.Lab h.Tut Years teaching
Macii Alberto Professore Ordinario ING-INF/05 40 0 0 0 5
Teaching assistant
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Context
SSD CFU Activities Area context
ING-INF/05 6 B - Caratterizzanti Ingegneria informatica
2018/19
Insegnamento dell’orientamento “Sistemi Embedded” collocato nel I pd del II anno della laura magistrale in Ingegneria Informatica (Computer Engineering). In questo corso vengono descritte ed analizzate le principali soluzioni tecnologiche e architetturali per la progettazione automatica di sistemi dedicati (“Embedded”), con particolare enfasi sui sistemi multicore, sulle principali piattaforme di co-simulazione hardware-software utilizzate e sulle metriche di progettazione quali, ad esempio, la variabilita` di processo, la temperatura e l’invecchiamento dei componenti del sistema.
The course of “Embedded System” section of the Master in Computer Engineering, positioned at the 1st term of the 2nd year. This course describes and analyzes the main architectural and technological solutions for Embedded Systems automated design, with particular emphasis on multicore systems, hardware-software co-simulations platforms with reference to specific design metrics like temperature, process variability and aging.
- Conoscenza delle principali non idealità dei sistemi digitali dovute allo scalamento tecnologico; - Capacità di analisi delle sorgenti di non idealita` e capacità di progetto di soluzioni per ovviare a tali non-idealita`. - Valutazione quantitativa dell’efficacia delle soluzioni di progetto; - Conoscenza delle problematiche dovute alla temperatura, all’invecchiamento e variabilita` di processo nei moderni sistemi embedded; - Capacità di progettazione del sistema embedded; - Conoscenza di piattaforme virtuali per la co-simulazione hardware-software di un sistema embedded.
- Knowledge of the main non-idealities of digital systems caused by technology scaling; - Ability in the analysis of the non-idealities sources and skills in the design of solutions for compensating such non-idealities; - Ability in the quantitative evaluation of the effectiveness of the design solutions; - Knowledge of the main issues related to temperature, aging and process variation in modern embedded systems; - Skills in the design of an embedded system; - Knowledge of virtual platforms for the hardware-software co-simulation of an embedded system and the evaluation of the controlling software.
E’ richiesta la conoscenza della programmazione C avanzata e della teoria e pratica degli algoritmi. Sono richieste inoltre conoscenze di base di matematica, statistica, elettronica digitale, reti logiche, architettura dei calcolatori e sistemi operativi.
The course requires the knowledge of C programming (data structures and algorithms), as well as basic knowledge of calculus, statistics, digital electronics and digital design, computer architecture and operating systems.
- Introduzione ai sistemi embedded [2h] - Template architetturali di sistemi embedded (piattaforme single e multi core) [4h] - Realizzazione di un sistema embedded: single core e multicore [4h] - Processori ARM e PowerPC: domini di applicazione [4h] - Bus Embedded: Bus paralleli e seriali. Standard piu’ utilizzati (AMBA, CoreConnect, STBus, I2C, SPI) [4h] - Memorie embedded e memorie di nuova generazione [2h] - Architetture multicore [4h] - Sensori e attuatori [2h] - Wireless Sensor Networks [6h] - Metriche di progetto e tecniche di ottimizzazione [8h] o Temperatura o Viariabilita` di processo o Invecchiamento e affidabilita` o Energia dissipata
- Introduction to Embedded Systems [2h] - Architectural templates (single and multicore platforms) [4h] - Embedded Systems implementation: Single core and multicore [2h] - Overview of ARM and PowerPC processors: Application domains [2h] - Embedded Buses: Parallel and Serial Busses. Most common Standards (AMBA, CoreConnect, STBus, I2C, SPI) [4h] - Embedded Memories and Emerging Technologies Memories [4h] - Overview of Real-Time Systems and RTOS [2h] - Multicore Architectures [4h] - Sensors and actuators [2h] - Wireless Sensor Networks [6h] - Design metrics & Optimization Techniques [8h] o Temperature o Process variability o Aging and reliability o Energy consumption
Oltre alle ore di lezione in aula, verranno svolte delle esercitazioni sperimentali di laboratorio, consistenti nello svolgimento di esercizi e progetti, su “evaluation board” e piattaforme di simulazione, vertenti sugli argomenti affrontati nel corso.
In addition to regular lectures, several lab classes will be carried out. Such labs will consist of exercises and projects, developed on "evaluation board" and simulation platforms, concerning the subjects discussed in the course.
Non e’ previsto un testo di riferimento. Saranno disponibili su web copie dei lucidi utilizzati nelle lezioni, materiale didattico aggiuntivo (articoli, link a siti web, software da utilizzare in laboratorio e relativi manuali).
There is no official textbook. Class handouts and additional material (papers, links to websites, software and manuals) will be made available on the course webpage.
Modalità di esame: prova scritta; progetto individuale;
L’esame consiste di due parti: la prima parte consiste in una prova scritta che comprende sia esercizi numerici di progetto relativi agli argomenti principali del corso, sia domande a risposta aperta di carattere piu’ teorico. Il tempo assegnato per la soluzione è di 2 ore, ed il voto massimo ottenibile e’ di 24 punti. La seconda parte consiste nello svolgimento di progetti/relazioni sugli argomenti affrontati nelle esercitazioni di laboratorio. Il voto massimo ottenibile e’ di 8 punti. Il voto finale è la somma dei punteggi ottenuti nelle due parti.
Exam: written test; individual project;
The exam consists of two parts: the first is a written test including both numerical exercises and open-answer questions. The time allowed for the test is 2 hours, and the maximum achievable score is 24 points. The second part consists in the execution of projects / reports on the topics covered in the laboratory exercises. The maximum achievable score is 8 points. The final grade is the sum of the scores obtained in the two parts.


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