Prototipao de Sistemas Digitais Introduo Disciplina Cristiano Arajo

Prototipação de Sistemas Digitais Introdução à Disciplina Cristiano Araújo 2006. 2 Engenharia de Sistemas Embarcados

Sistemas Embarcados 2006. 2 Engenharia de Sistemas Embarcados 2

Tecnologia: So. C´s (System on Chip) 2006. 2 Engenharia de Sistemas Embarcados 3

Um Exemplo de Sistema Embarcado Diagrama em Bloco de uma Câmera Digital 2006. 2 Engenharia de Sistemas Embarcados 4

Componentes de um Sistema Embarcado Memória Controladores Interface Software (Aplicação) Processador Coprocessadores ASIC Conversores Analógico 2006. 2 Digital Engenharia de Sistemas Embarcados Analógico 5

Circuito Integrado 2006. 2 Engenharia de Sistemas Embarcados 6

Projeto, Fabricação e Comercialização de CIs PROJETO FABRICAÇÃO TESTE MERCADO FAB 1 DH 99% erros !! FAB 2 1% erros 2006. 2 Erro: volta !! !! Permite negociar preço e prazo !! Engenharia de Sistemas Embarcados 7

Aplicações finais 2006. 2 Engenharia de Sistemas Embarcados 8

Exemplos de Aplicações 2006. 2 Engenharia de Sistemas Embarcados 9

Aplicação Automotiva 2006. 2 Engenharia de Sistemas Embarcados 10

Fluxo de projeto FPGA/ASIC 2006. 2 Engenharia de Sistemas Embarcados 11

Lógica programável x ASICs • FPGAs - hardware mais lento menos gates p/chip mais consumo de potência alto custo p/gate • ASICs - fácil mudança de processos - sem layout e projeto físico - rapidez na correção de falhas: minutos - pode adiconar novas funções facilmente - customização no campo - mudança on-the-fly 2006. 2 Engenharia de Sistemas Embarcados – – hardware mais rápido mais gates p/chip lower power baixo custo p/chip – – – difícil mudança de processos layout e projeto físico correção lenta de falhas: semanas, alto custo hardware permanente, mudanças requer novo projeto – 12

Crescimento do Mercado de FPGAs 2006. 2 Engenharia de Sistemas Embarcados 13

Muito poucas empresas podem projetar grandes circuitos gap 2006. 2 Engenharia de Sistemas Embarcados 14

System Level Design: Módulos de Propriedade Intelectual • Componentes Comerciais “ offthe-shelf “ (COTS) – – • Board IC´s pre-projetados e pre-fabricados Implementam GPP ou SPP Reduz tempo de projeto/depuração Facilidade de aquisição • Processor • Memory • Peripheral • System-on-a-chip (SOC) – – Todos os componentes do implementados em um único CHIP Muda forma de negócio: sistema • Como Propriedade Intelectual e não como IC • SOC construído pela integração de múltiplas descrições • IP-core Core library • Peripheral. A • Peripheral. B • Processor. X • Peripheral • Mem • Processor • IP cores 2006. 2 Engenharia de Sistemas Embarcados 15

Projetos de sistemas baseado em plataformas § Projeto a nível de sistema § descreve um sistema sobre componentes de hw/sw e os implementar automaticamente. § Aspectos importantes § Linguagem de sistemas (System. C, ADA, handel-C? ) § Projeto baseado em plataforma § projeto baseado na agregação de IP-cores § solução viável no momento 2006. 2 Engenharia de Sistemas Embarcados 16 Mentor Graphics

Plataforma de projeto baseada em IP § Plataforma contém: § Núcleo § CPU e DSP § Hardware é fixo § Software Programável § Periféricos: § Próximos do núcleo da CPU: § IP para completar o núcleo § Parametrizável, configurável § Não depende de um barramento (bus) genérico Mentor Graphics 2006. 2 § Distantes do núcleo da CPU: § Blocos de funções compatíveis com um barramento específico Engenharia de Sistemas Embarcados 17

Projetos Baseados em Plataforma e IP-cores 2006. 2 Engenharia de Sistemas Embarcados 18

Projetos Baseados em Plataforma e IP-cores Percentual de reuso 2006. 2 Crescimento de IP -cores, Memória e SW Engenharia de Sistemas Embarcados 19

Sistemas Digitais: Projeto Novos Dispositivos Comunicação Funcionalidades Integradas Computação Telefone Celular Vídeo, email, MP 3 Tecnologia 2006. 2 Mensagens, Browser, m-commerce E-book, Games. . . Engenharia de Sistemas Embarcados 20

Evolução de projeto digital (metodologia) Transistor Netlist 1970’s 2006. 2 Engenharia de Sistemas Embarcados 21 by Maziar Gudarzi

Evolução de projeto digital (metodologia) RT level, Schematic 1980’s 2006. 2 22 RT level: Register Transfer level Engenharia de Sistemas Embarcados by Maziar Gudarzi

Evolução de projeto digital (metodologia) HDL 1990’s 2006. 2 Engenharia de Sistemas Embarcados HDL: Hardware 23 Description Language by Maziar Gudarzi

HDL’s vs. SDL’s: Requisitos HDL’s SDL’s Hardware. C Verilog AHDL VHDL 2006. 2 C Pascal ADA C++ System. C Engenharia de Sistemas Embarcados 24 by Maziar Gudarzi

HDL’s vs. SDL’s - realização Sistema Componente de hardware Componente de Software Compilação Síntese Sistema Operacional 2006. 2 Plataforma de prototipação Engenharia de Sistemas Embarcados by Maziar Gudarzi 25

Programa • 1 o Módulo – – – Motivação Projeto do curso Metodologia de projetos Síntese • • – de alto-nível RTL Lógica de Layout Estilos de projetos • • • 2006. 2 Síntese Full-custom Standard-Cell Macrocell Gate array Dispositivos programáveis Engenharia de Sistemas Embarcados 26

Avaliação • • 2006. 2 Prova Listas de exercícios Projeto Seminários Engenharia de Sistemas Embarcados 27