TIES530 - Sulautettujen järjestelmien arkkitehtuurit

Esitys aiheesta: "TIES530 - Sulautettujen järjestelmien arkkitehtuurit"— Esityksen transkriptio:

1 TIES530 - Sulautettujen järjestelmien arkkitehtuurit
Luento 1: Yleistä Jukka Ihalainen, Tietoliikennelaboratorio,

2 Kurssin tavoitteet tuntee sulautettujen järjestelmien perustermistön ja –laitteet tuntee mikrokontrollereiden sisäisen arkkitehtuurin osaa suunnitella yksinkertaisen sulautetun järjestelmän

3 Suoritus Luentoja 20 h Harjoituksia 10 h kirjoja
John Catsoulis, Designing Embedded Hadware, O’Reilly 2002 Jari Koskinen, Mikrotietokonetekniikka: Sulautetut järjestelmät, Otava 2004

4 Luennot (JI) 2h Aloitus (JI) 2h Yleinen arkkitehtuuri (MT) 2h Mikrokontrollerit (osa 1) (MT) 2h Mikrokontrollerit (osa 2) (MT) 2h 8051 arkkitehtuuri (MT) 2h Prosessorin väylät ja liitynnät (JI) 4h Muistit, oheislaitteet ja komponentit (JI) 2h Tehonhallinta (MT) 2h Sulautettujen kehitysympäristöt

5 Harjoitukset 19.1.2007 (JI) 2h arkkitehtuuri
(MT) 2h AVR tai 8051 arkkitehtuuri (MT) 2h väylät ja liitynnät (JI) 2h muistit ja oheislaitteet (MT) 2h kehitysympäristöt

6 Harjoitustyö kurssiin liittyy pakollinen harjoitustyö, jossa suunnitellaan pieni sulautettu järjestelmä tarkoituksena suunnitella paristokäyttöinen tiedonkeruulaite, joka mittaa ympäristöstä lämpötilaa (2), kosteutta(1), valoa(2) ja hiilidioksidipitoisuutta(1). Laite kerää tiedot muistiin vuorokauden (24 tuntia) ajalta yhden minuutin intervallilla, jonka jälkeen ne siirretään PC:lle. kontrollerin ja oheislaitteiden valinta järjestelmän kuvaus lohkokaaviona ja sanallisesti

7 Määritelmiä sulautettu järjestelmä on laite, jossa tietokone on kiinteä osa elektroniikkajärjestelmää sulautettu järjestelmä on ennalta määrätty suorittamaan jotain erityistä tehtävää

8 “Embedded systems are virtually invisible by the user
“Embedded systems are virtually invisible by the user. About 98 percent of today’s computing devices are in embedded systems – not in PCs – and their number is expected to exceed 40 billion devices by In Europe, the number of people developing embedded systems is estimated at 150,000. This population is expected to double over a 10-year period.” There are 11 projects out of 17 in the Sixth Framework Program of the EU that explicitly carry the term “embedded” in their title.

9 Historia Intel julkaisi ens. kaupallisen yhden piirin suorittimen, Intel 4004 640 tavun muistiavaruus, 108 kHz kello vuonna 1972 ensimmäinen 8-bittinen, Intel 8008, 16 kB muistia vuonna 1974 julkaistiin Intel 8080, 64 kB muistia, ns. teollisuusstandardi tammikuussa 2007 Intel julkaisi CES2007 elektroniikkatapahtumassa kolme uutta neliytimistä prosessoria (Intel Core 2 Quad); 851$/kpl 1000 kpl erissä In 1978, Intel released the 2920 as an "analog signal processor". It had an on-chip ADC/DAC with an internal signal processor, but it didn't have a hardware multiplier and was not successful in the market. The first DSP produced by Texas Instruments (TI), the TMS32010 presented in 1983

10 Sovelluskohteita Telekommunikaatio Lääketiede Kuljetusvälineet
puhelimet, tukiasemat, oheislaitteet, reitittimet, modeemit…. Lääketiede kuumemittari, turvaranneke, EKG Kuljetusvälineet henkilöautoissa jopa 80 tietokonetta Viihde-elektroniikka TV, digiboksi, kaukosäädin, soittimet, lelut Säätö- ja ohjausjärjestelmät LVI –ohjaus ja monitorointi

11 Sovelluskohteita… Kotona
kelloradio, TV, VCR, DVD, DigiBox, kaukosäädin, adsl modeemi, digikamera, tulostin, puhelimet, lelut liesi, mikroaaltouuni, jääkaappi, astian- ja pyykinpesukoneet, sisä- ja ulkolämpömittarit kuumemittari, verenpainemittari, veren sokeri-mittari, sykemittari hiustenkuivain?

12 Prosessori- ja kontrolleritarjonta
1 AMCC 2 Altera 3 Atmel 4 Charmed Labs 5 Cypress MicroSystems 6 Dallas Semiconductor 7 Freescale Semiconductor 8 Fujitsu 9 Holtek 10 Infineon 11 Intel 12 Lattice Semiconductor 13 Microchip Technology 14 National Semiconductor 15 NEC 16 Parallax 17 Philips Semiconductors 18 Rabbit Semiconductor 19 Renesas Technology 20 Silabs 21 Silicon Motion 22 STMicroelectronics 23 Texas Instruments 24 Toshiba 25 Western Design Center 26 Ubicom 27 Xemics 28 Xilinx 29 ZiLOG 8-bittiset Atmel AVR, Microchip PIC, Motorola/Freescale 68HC08 16-bittiset Intel 8086, ( 32-bittiset PowerPC, ARM, AMD Am29000 ( DSP TI, Analog Devices