Programa de Ensino 20082
Aprovado pelo Departamento em: 25-6-2008
- Identificação:
- Disciplina: INE5351 - Tópicos Especiais em Arquitetura de Computadores I
- Carga horária: 54 horas-aula
Teóricas: 36
Práticas: 18
- Período:
Início da oferta da disciplina até a presente data
- Curso(s):
- Ciências da Computação (208)
- Requisito(s):
- Ciências da Computação (208)
- INE5355 - Sistemas Operacionais I
- Ementa:
- Tópicos relevantes e novas tendências na área de Arquitetura de Computadores.
- Objetivo(s):
- Geral: Introduzir noções de sistemas computacionais embutidos: hardware e software; descrever mecanismos de hardware, técnicas de software e suporte de sistema operacional adequados ao projeto de sistemas embutidos; familiarizar o aluno com os diferentes níveis de descrição de sistemas embutidos.
- Específicos:
- Introduzir noções de linguagens de descrição de sistemas, de arquiteturas e de hardware.
- Informar o aluno sobre os processadores contemporâneos mais utilizados em sistemas computacionais embutidos.
- Familiarizar o aluno com os principais requisitos de sistemas embutidos: restrições de tempo real, baixo consumo e compactação de código.
- Familiarizar o aluno com ferramentas e metodologias de projeto de sistemas embutidos.
- Apresentar alternativas de implementação (ASICs, ASIPs, SOCs, FPGAS, cores).
- Prover ao aluno prática experimental em laboratório como o uso de linguagens de especificação, simulação e prototipação em lógica reconfigurável.
- Conteúdo Programático:
- Contexto e noções de SOCs [6 horas-aula]
- Terminologia e escopo
- Áreas de aplicação e tendências
- Paradigma de projeto baseado em plataforma
- Exemplo real de um Sistema Integrado de Hardware e Software (SoC)
- Especificação de Sistemas Embarcados [6 horas-aula]
- Níveis e estilos de descrição: ESL, RTL, lógico, elétrico, layout
- Linguagens de descrição de hardware (HDLs)
- Linguagens de descrição de sistemas
- Exemplos de linguagens de descrição contemporâneas: VHDL, Verilog, SystemC
- Hardware para Sistemas Embutidos [11 horas-aula]
- Entrada e saída
- Sensores e atuadores
- Circuitos Sample/Hold
- Conversores A/D e D/A
- Unidades de processamento
- ASICs
- Processadores
- Lógica Reconfigurável
- Memórias
- Eficiência energética [8 horas-aula]
- Consumo de energia em circuitos CMOS
- Compilação consciente de energia
- Variação dinâmica de tensão (DVS)
- Gerenciamento dinâmico de potência
- Redução de tamanho de código [5 horas-aula]
- Uso de processadores com formato variável de instrução
- Técnicas de compressão
- Duplo conjunto de instruções
- Prática experimental em laboratório [18 horas-aula]
- Uso de SystemC para modelagem de componentes de hardware
- Modelagem funcional de um componente de hardware (IP)
- Integração do IP de hardware em uma plataforma de projeto
- Modelagem RTL do IP
- Validação funcional da descrição RTL do IP em relação ao modelo de referência.
- Bibliografia Básica:
- Peter Marwedel, “Embedded System Design”, Kluwer Academic Publishers, 2003. (ISBN 1-4020-7690-8)
- Bibliografia Complementar:
- Peter J. Ashenden, “The Student’s Guide to VHDL”, Morgan Kaufmann Publishers, Inc., 1994. (ISBN 1-55860-520-7)
- John Hennessy and David Patterson, “Computer Architecture: a Quantitative Approach”, 3rd edition, Morgan Kaufmann Publishers,Inc., 2003. (ISBN 1-55860-724-2)