Modelação e Síntese de Processadores › 47974

código no paco
47974
área científica
Informática / Arquitetura dos Sistemas Computacionais
créditos
6
escolaridade
ensino teórico-prático (TP) - 3 horas/semana
idioma(s) de lecionação
a inserir brevemente
objectivos
A disciplina de Modelação e Síntese de Processadores (MSP) faz parte do elenco de disciplinas opcionais do último ano curricular dos cursos de Mestrado Integrado em Engenharia Electrónica e Telecomunicações (MIEET) e Mestrado Integrado em Engenharia de Computadores e Telemática (MIECT) da Universidade de Aveiro. A disciplina de MSP destina-se a complementar, ao nível do projecto avançado de sistemas digitais e em particular de micro-processadores, as disciplinas introdutórias de carácter obrigatório da área científica da Arquitectura dos Sistemas Computacionais. Os tópicos abordados incluem as micro-arquitecturas dos processadores, as linguagens de modelação de sistemas digitais, os respectivos estilos de codificação orientados para a síntese, a reutilização de núcleos predefinidos de propriedade intelectual, as tecnologias de implementação, as ferramentas e o fluxo de projecto.
competências
Na disciplina de MSP pretende-se que os alunos adquiram competências de projecto de micro-processadores e sistemas digitais complexos, desenvolvendo para tal capacidades de:
  • Modelação e síntese de sistemas digitais de média-alta complexidade com base em dispositivos lógicos programáveis de elevada capacidade (FPGAs).
  • Utilização de ferramentas de projecto assistido por computador para efeitos de simulação, síntese, implementação, depuração e teste de sistemas digitais de média-alta complexidade.
  • Análise das métricas resultantes da implementação de um sistema e introdução de restrições e optimizações de forma a melhorar a qualidade final do projecto e/ou o cumprimento das especificações.
conteúdos
Os tópicos cobertos pela disciplina de MSP são os seguintes:
  • Micro-arquitectura de diversas implementações de processadores RISC, nomeadamente, ciclo único, multi-ciclo e pipelined.
  • Utilização de linguagens de descrição de hardware para modelação de sistemas digitais.
  • Técnicas e ferramentas de simulação de sistemas digitais.
  • Construção e reutilização de núcleos de propriedade intelectual.
  • Síntese, implementação e prototipagem rápida de sistemas digitais em dispositivos lógicos programáveis de elevada capacidade (FPGAs).
  • Análise temporal, energética e de utilização de recursos.
  • Especificação de restrições e optimização.
  • Depuração e teste.
avaliação
A avaliação da disciplina de MSP é do tipo contínuo, baseada nos seguintes elementos (e factores de ponderação):
  • Avaliação das aulas com base em exercícios ou tarefas práticas de suporte à aprendizagem dos conteúdos programáticos (20%).
  • Apresentações orais sobre diferentes aspectos do programa da disciplina a investigar e a estudar de forma autónoma pelos alunos (30%).
  • Trabalho prático final acompanhado de relatório ou artigo científico submetido e apresentado em datas a definir (50%).
requisitos
Para a disciplina de MSP são considerados fundamentais os conceitos abordados nas disciplinas de Sistemas Digitais, Arquitectura de Computadores I (introdução à estrutura e funcionamento dos processadores) e Arquitectura de Computadores II (organização de memória, barramentos, interfaces e periféricos dos sistemas computacionais), pertencentes aos currículos dos cursos de MIEET e MIECT acima referidos, ou outras com conteúdos semelhantes.
metodologia
Sendo MSP uma disciplina com uma forte componente prática, o tempo das aulas teórico-práticas, divide-se entre a apresentação de conceitos e a realização de tarefas de aplicação dos mesmos com base em ferramentas de projecto assistido por computador e placas de desenvolvimento. Estas tarefas dividem-se essencialmente em três grupos:
  • Introdutórias de ambientação às linguagens, ferramentas de projecto, tecnologia e plataforma de implementação.
  • Mini-projecto de suporte à aprendizagem progressiva e integrada dos conceitos e aquisição das competências pretendidas.
  • Trabalho final de aplicação a novas situações das competências e conhecimentos adquiridos.
bibliografia base
Peter J. Ashenden, “Digital Design: An Embedded Systems Approach Using VHDL”, Morgan Kaufmann, 2008, ISBN: 978-0123695284.
bibliografia recomendada
  • David A. Patterson, John L. Hennessy, “Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface”, 3 ed. (revised printing), Morgan Kaufmann, 2007, ISBN: 978-0123706065.
  • Steve Kilts, “Advanced FPGA Design: Architecture, Implementation, and Optimization”, John Wiley & Sons, 2007, ISBN: 978-0470054376.
  • Peter J. Ashenden, “The Designer's Guide to VHDL”, 3 ed., Morgan Kaufmann, 2008, ISBN: 978-0120887859.
  • Scott Hauck, André DeHon, “Reconfigurable Computing: The Theory and Practice of FPGA Based Computation”, Morgan Kaufmann, 2007, ISBN: 978-0123705228.
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