Hoppa till huvudinnehållet

IL2236 Arkitekturer för inbyggda mångkärniga system 7,5 hp

Kursen fokuserar på de kommunikationsproblem som uppstår vid design av mångkärniga on-chip och off-chip arkitekturer i distribuerade inbyggda system. Den lär ut grundläggande begrepp och principer om on-chip databussar och nätverk, och detaljer inom on-chip router och procssornätverksgränssnitt, nätverk quality-of-service (QoS) provisionering och prestanda utvärderingsmetod. Dessutom diskuteras realtidsnätverk och värsta fall beteende och kommunikationstidsanalys i inbyggda mångakärniga arkitekturer och introducerar industriella metoder såsom CAN, FlexRay och TTP.

Kursen består av tre moduler:

Modul I: Begrepp och principer

Denna modul introducerar olika arkitekturer för att lösa kommunkationsproblem i mångakärniga system. Begrepp och principer som on-chip bussar och on-chipnätverk presenteras. Särskilt kommer nätverkstopologi, routing och flödeskontroll, deadlock och livelock et cetera att behandlas.

Modul II: Design och utvärdering

Denna modul fokuserar på on-chip router och processornätverksgränssnitt, i termer av QoS egenskaper och Performance. Mikroarkitektur hos en klassisk pipelinad router kommer att studeras i detalj och nätverksgränssnitt för både MPI och delade minnesarkitekturer kommer att presenteras. Som en viktig komponent i nätverksdesign kommer QoS egenskaper hos olika konstruktionsalternativ undersökas. Dessutom kommer metoder för systematisk prestandautvärdering att introduceras.

Modul III. Distribuerade realtids arkitekturer

Denna modul studerar distribuerade mångakärnig system inom inbyggda miljöer såsom fordon och flygplan. Olika media-access protokoll för realtidsnätverk kommer att studeras, med särskilt fokus på industriella standarder såsom CAN, FlexRay och TTP. Analysmetoder för värstafall-beteende inom kommunikationstids presenteras också.

Välj termin och kursomgång

Välj termin och kursomgång för att se aktuell information och mer om kursen, såsom kursplan, studieperiod och anmälningsinformation.

Kursval

Gäller för kursomgång

VT 2025 TEBSM programstuderande

Anmälningskod

60815

Rubriker med innehåll från kursplan IL2236 (VT 2019–) är markerade med en asterisk ( )

Innehåll och lärandemål

Kursinnehåll

Kursen fokuserar på de kommunikationsproblem som uppstår vid design av mångkärniga on-chip och off-chip arkitekturer i distribuerade inbyggda system. Den lär ut grundläggande begrepp och principer om on-chip databussar och nätverk, och detaljer inom on-chip router och procssornätverksgränssnitt, nätverk quality-of-service (QoS) provisionering och prestanda utvärderingsmetod. Dessutom diskuteras realtidsnätverk och värsta fall beteende och kommunikationstidsanalys i inbyggda mångakärniga arkitekturer och introducerar industriella metoder såsom CAN, FlexRay och TTP.

Kursen består av tre moduler:

Modul I: Begrepp och principer

Denna modul introducerar olika arkitekturer för att lösa kommunkationsproblem i mångakärniga system. Begrepp och principer som on-chip bussar och on-chipnätverk presenteras. Särskilt kommer nätverkstopologi, routing och flödeskontroll, deadlock och livelock et cetera att behandlas.

Modul II: Design och utvärdering

Denna modul fokuserar på on-chip router och processornätverksgränssnitt, i termer av QoS egenskaper och Performance. Mikroarkitektur hos en klassisk pipelinad router kommer att studeras i detalj och nätverksgränssnitt för både MPI och delade minnesarkitekturer kommer att presenteras. Som en viktig komponent i nätverksdesign kommer QoS egenskaper hos olika konstruktionsalternativ undersökas. Dessutom kommer metoder för systematisk prestandautvärdering att introduceras.

Modul III. Distribuerade realtids arkitekturer

Denna modul studerar distribuerade mångakärnig system inom inbyggda miljöer såsom fordon och flygplan. Olika media-access protokoll för realtidsnätverk kommer att studeras, med särskilt fokus på industriella standarder såsom CAN, FlexRay och TTP. Analysmetoder för värstafall-beteende inom kommunikationstids presenteras också.

Lärandemål

Efter att ha studerat kursen ska studenterna kunna:

  • Beskriva och jämföra olika on-chip bussprotokoll och arbitreringsscheman.
  • Förklara och tilllämpa begrepp och designprinciper av onchip-nätverk såsom topologi, routing, flödeskontroll, deadlock/livelock och quality-of-service (QoS).
  • Beskriva och modellera on-chip pipelinade routrar, samt beskriva och jämföra processor-nätverks-gränssnitt.
  • Ställa upp och utföra, samt utvärdera resultat av nätverkssimuleringar med avseende på kvalitativa och kvantitativa egenskaper av nätverksprestanda med hjälp av teoretiska metoder och simuleringsmetoder.
  • Beskriva realtidsprinciper för nätverk i inbyggda system, förklara och jämföra tidstriggade och händelsetriggade protokoll i allmänhet och industriella protokoll såsom CAN, FlexRay och TTP i synnerhet.
  • Förklara och tillämpa analystekniker för värstafall-beteende angående kommunikationstiden i distribuerade inbyggda arkitekturer.

Kurslitteratur och förberedelser

Särskild behörighet

  • Programmeringsskicklighet på ett språk, till exempel C/C++, Python, Java, eller SystemC (IL2206 Inbyggda System eller IL2452 Språk för system design).
  • Verilog/VHDL (till exempel IL2217 Digital konstruktion med HDL).

Rekommenderade förkunskaper

Ingen information tillagd

Utrustning

Ingen information tillagd

Kurslitteratur

  • Willian J. Dally and Brian Towles, "Principles and Practices of Interconnection Networks". Morgan Kaufmann Publishers.
  • Hermann Kopetz. "Real-Time Systems: Design Principles for Distributed Embedded Applications". Springer.

  • Rekommenderade forskningsartiklar

Examination och slutförande

När kurs inte längre ges har student möjlighet att examineras under ytterligare två läsår.

Betygsskala

A, B, C, D, E, FX, F

Examination

  • ANN1 - Hemuppgifter, 3,0 hp, betygsskala: P, F
  • TEN1 - Tentamen, 4,5 hp, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

Examinator beslutar, baserat på rekommendation från KTH:s handläggare av stöd till studenter med funktionsnedsättning, om eventuell anpassad examination för studenter med dokumenterad, varaktig funktionsnedsättning.

Examinator får medge annan examinationsform vid omexamination av enstaka studenter.

Möjlighet till komplettering

Ingen information tillagd

Möjlighet till plussning

Ingen information tillagd

Examinator

Etiskt förhållningssätt

  • Vid grupparbete har alla i gruppen ansvar för gruppens arbete.
  • Vid examination ska varje student ärligt redovisa hjälp som erhållits och källor som använts.
  • Vid muntlig examination ska varje student kunna redogöra för hela uppgiften och hela lösningen.

Ytterligare information

Kursrum i Canvas

Registrerade studenter hittar information för genomförande av kursen i kursrummet i Canvas. En länk till kursrummet finns under fliken Studier i Personliga menyn vid kursstart.

Ges av

Huvudområde

Elektroteknik

Utbildningsnivå

Avancerad nivå

Påbyggnad

Ingen information tillagd

Övrig information

I denna kurs tillämpas EECS hederskodex, se: http://www.kth.se/eecs/utbildning/hederskodex.

Kursen ges en gång per år. Läroböcker/kurslitteratur kan uppdateras efter behov.