Ολοκληρωμένα Συστήματα

Τεχνολογίες ολοκληρωμένων συστημάτων. Σχεδιαστικές ροές. Περιγραφή συστήματος. Σχεδίαση σε επίπεδο RTL. Data Flow Graphs. Σύνθεση HDL κώδικα. Προσομοίωση. Επαλήθευση (verification). Σχεδίαση σε επίπεδο συστήματος. Fine grain και Coarse grain. IP πυρήνες. Σύνθεση υψηλού επιπέδου HLS. Χαρακτηρισμός υλοποίησης. Δοκιμή λειτουργίας (testing). Σχεδίαση υψηλής απόδοσης. Σχεδίαση χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας. Σχεδίαση μικρού κόστους.

Στόχος του μαθήματος είναι η εξοικείωση των φοιτητών με τις τεχνολογίες ολοκλήρωσης συστημάτων, συμπεριλαμβανομένων των αναδιατασσόμενων τεχνολογιών. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στη σχεδίαση συστημάτων παράλληλης επεξεργασίας για την επίτευξη υψηλής απόδοσης, στη σχεδίαση συστημάτων χαμηλής κατανάλωσης για την αύξηση της αυτονομίας, στη μελέτη ενσωμάτωσης πυρήνων IP (Intellectual Property) για την ανάπτυξη πολύπλοκων συστημάτων ειδικού σκοπού. Οι φοιτητές γνωρίζουν τις τεχνικές της πολυεπεξεργασίας, μαθαίνουν τους περιορισμούς των ειδικών αρχιτεκτονικών (ειδικά σε θέματα μνήμης). Εφαρμόζουν τις γνώσεις τους στη μετατροπή αλγορίθμων προκειμένου να επιτευχθεί ο σχεδιαστικό στόχος.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές θα επιδεικνύουν:

• Κατανόηση της κατηγοριοποίησης των τεχνολογιών ολοκλήρωσης.
•  Εξοικείωση με τις σχεδιαστικές ροές.
•  Κατανόηση της σχεδίασης σε επίπεδο RTL.
• Κατανόηση της χαρτογράφησης αλγορίθμου σε πόρους.
• Κατανόηση της χρήσης ενσωματωμένων πόρων (επεξεργαστών, μνήμη και IP πυρήνες).
• Εξοικείωση με την έννοια του προγραμματισμού HLS.
• Εξοικείωση με την επίλυση προβλημάτων παραλληλισμού.

• Patrick R. Shaumont, «Ένας Πρακτικός Οδηγός, για τη Συσχεδίαση Υλικού και Λογισμικού», ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΝΕΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΙΔΙΩΤΙΚΗ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥΧΙΚΗ ΕΤΑΙΡΕΙΑ, 1η Έκδοση/2018, ΑΘΗΝΑ, Εύδοξος: 77119567
• Wayne Wolf, «Σχεδιασμός Ψηφιακών Συστημάτων σε FPGAs», 1η Έκδοση/2013, ΑΘΗΝΑ, Εύδοξος: 33134146
• Pedroni, «ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΜΕ ΤΗ VHDL», ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΚΛΕΙΔΑΡΙΘΜΟΣ ΕΠΕ, 1η Έκδοση/2008, ΑΘΗΝΑ, Εύδοξος: 13901
• Weste Neil H.,Eshraghian Kamran, «Σχεδίαση Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων CMOS VLSI», Επιμέλεια: Δημήτριος Σούντρης, Κ. Πεκμεστζή, Α. ΠΑΠΑΣΩΤΗΡΙΟΥ & ΣΙΑ Ι.Κ.Ε., 4η Έκδοση/2010, AΘΗΝΑ, Εύδοξος: 9779
• Στ. Σουραβλάς, Μ. Ρουμελιώτης, «ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ», ΕΚΔΟΣΕΙΣ Α. ΤΖΙΟΛΑ & ΥΙΟΙ Α.Ε., 1η Έκδοση/2008, ΘΕΣ/ΝΙΚΗ, Εύδοξος: 18548869
• Peter J Ashenden, «Ψηφιακή Σχεδίαση με VHDL», ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΝΕΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΙΔΙΩΤΙΚΗ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥΧΙΚΗ ΕΤΑΙΡΕΙΑ, 1η Έκδοση/2008, ΑΘΗΝΑ, Εύδοξος: 64314
•  

1. Γραπτή τελική εξέταση (30%)
2. Γραπτή εξαμηνιαία εργασία (1×40%)
3. Δημόσια Παρουσίαση (1×30%)