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Entwurf eingebetteter Systeme

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Entwurf eingebetteter Systeme - PowerPoint PPT Presentation


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Proseminar Technische Informatik Sommersemester 2002 Marc Halfmann. Entwurf eingebetteter Systeme. Strategien zum effizienten Systementwurf. Gliederung. Übersicht über eingebettete Systeme Was sind eingebettete Systeme Einsatzbereiche eingebetteter Systeme

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Presentation Transcript
gliederung
Gliederung
  • Übersicht über eingebettete Systeme
    • Was sind eingebettete Systeme
    • Einsatzbereiche eingebetteter Systeme
    • Anforderungen an eingebettete Systeme
  • Designstrategien
    • klassischer, sequentieller Ansatz
    • HW/SW-Co-Design
    • Rapid Protoyping
    • Emulation
  • SPYDER-System
  • Zusammenfassung
was sind eingebettete systeme

Was sind eingebettete Systeme?

Definition :

Unter eingebetteten Systemen versteht man ein (Mikro-) Computersystem, das in ein technisches System „eingebettet“ ist, das selbst nicht als Computer erscheint, z.B. CD-Player, Navigationssystem in PKW‘s etc..

Quelle: IDA Technische Universität Branschweig

einsatzbereiche eingebetter systeme

200

150

100

50

0

Einsatzbereiche Eingebetter Systeme
  • Automobil
  • Motorkontrolle
  • Airbag
  • ABS/ASS/ESP etc.
  • Getriebekontrolle
  • Entertainment
  • Klimaanlage
  • Autotelefon
  • Diebstahl-sicherung
  • Navigation
  • Pers. Nutzung
  • Chipcard
  • Pieper
  • Handy
  • Entertainment
  • PDA
  • Palmtop etc.
  • Uhr
  • Büro
  • Telefon
  • Eingangskontrolle
  • Faxgerät
  • Computer
  • Kopierer
  • Laserdrucker
  • Farbdrucker
  • TV
  • Videoausstattung
  • Heimbereich
  • Haushaltsgeräte
  • Lautsprecher
  • Telefon
  • Alarmanlage
  • Anrufbeantworter
  • Faxgerät
  • PC
  • Stereo
  • TV
  • Video
  • Videospiele
  • Musikinstrumente
  • Rauchmelder

Anzahl MICROCONTROLLER pro Person

Büro

Automobil

Heimbereich

Pers.

Nutzung

1970

1980

1990

1995

2000

2005

Quelle: Prof. Rosenstiel

anforderungen an eingebettete systeme
Anforderungen an eingebettete Systeme
  • Hohe Ausfallsicherheit
  • kurze Reaktionszeiten
  • vorgegebene technische Randbedingungen und Schnittstellen
  • niedrige Entwicklungs-/Produktionskosten
  • Entwurfseffizienz
  • geringer Leistungsverbrauch
designstrategien
Designstrategien
  • Klassischer, sequentieller Ansatz
  • Hardware / Software-Co-Design
  • Rapid Prototyping
  • Emulation
klassischer ansatz sequentiell

Partitionierung in Hard-/Software

HW-Architektur

Implementierung

SW-Architektur

Implementierung

Integration & Test

Klassischer Ansatz (sequentiell)

Spezifikation

Entwicklungs-

verzögerung

(design delay)

hw sw co design

Ändern der Partitionierung

HW/SW-Partitionierung

Softwaresynthese

Interface

Hardwaresynthese

System-Integration

HW/SW-Co-Design

Formelle Systemspezifikation

rapid prototyping
Rapid Prototyping
  • Schnelles Fertigen von Prototypen bereits in der Planungsphase
    • Verkürzung der Entwicklungszeiten
    • Schneller Markteintritt
    • Schnell in realer Einsatzumgebung
emulation

Emulation

Definition:

Spezialfall der Simulation, bei der das Verhalten einer Maschine durch eine andere Maschine komplett nachgebildet wird.

slide12

Anfängliche Partitionierung und Vorauswahl

Stufe 1: Abschätzung

Hardware Partition

Stufe 2: Emulation

Stufe 2: Emulation

Software Partition

Bestanden ?

Bestanden?

Nein

Nein

Ja

Systemintegration

Ja

Systemtest

Funktionelle Spezifikation

slide13

Anfängliche Partitionierung und Vorauswahl

Stufe 1: Abschätzung

Ja

Systemintegration

Ja

Systemtest

Funktionelle Spezifikation

SPYDER-VIRTEX-X2

SPYDER-CORE-P2

Nein

spyder system
SPYDER-System

P

C

I

Spyder-Virtex-X2E

spyder virtex x2e

Configuration-

Flash for

Standalone

mode

2M x 8

86

SSRAM

256k x 32

or/and

SDRAM

4M x 32

SSRAM

256k x 32

or/and

SDRAM

4M x 32

Spyder-Virtex-X2E

arbiter

Programmable

User Clock (Clock Stop &

Single Step)

external FPGA configuration header

CPLD

XC95288xl

Xilinx-VirtexE-

FPGA

I

PCI-interface

XCV400or

XCV1000 or

XCV1000E or

XCV2000E

microcontroller

PCI - SLOT

30

PLX-PCI9054

86

32

II

BGA 560

extension header I and II

high density

logic analyzer connectors

JTAG

(Chip-Scope)

slide16

Anfängliche Partitionierung und Vorauswahl

Stufe 1: Abschätzung

Ja

Systemintegration

Ja

Systemtest

Funktionelle Spezifikation

SPYDER-VIRTEX-X2

SPYDER-CORE-P2

Nein

zusammenfassung
Zusammenfassung
  • Überblick über eingebettete Systeme
  • verschiedene Designstrategien
  • Beispiel für Entwicklungsumgebung
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