Embedded & IoT systems design (2020/2021)



Codice insegnamento
4S009003
Crediti
6
Coordinatore
Franco Fummi
Settore disciplinare
ING-INF/05 - SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI
Lingua di erogazione
Inglese
L'insegnamento è organizzato come segue:
Attività Crediti Periodo Docenti Orario
Teoria 5 I semestre Franco Fummi

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Laboratorio 1 I semestre Franco Fummi

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Obiettivi formativi

Il corso mira a fornire le seguenti conoscenze: tecniche per la progettazione automatica di sistemi embedded e IoT industriali a partire dalla loro specifica per passare attraverso la verifica, la sintesi automatica e il collaudo. Principali linguaggi per affrontare questo tipo di progetto e i più avanzati strumenti automatici per la loro manipolazione. Il tutto applicato in particolare anche alla progettazione, verifica e test di sistemi ciber-fisici per la produzione industriale.

Al termine del corso lo studente dovrà dimostrare di avere le seguenti capacità di applicare le conoscenze acquisite: identificare a partire dalle specifiche la miglior architettura per un sistema embedded e IoT industriale; modellare, progettare e verificare dispositivi analogico/digitali complessi; sviluppare software embedded e interagire con architetture IoT e cloud; partizionare una funzionalità tra hw, sw con attenzione alla rete e ai sistemi operativi; costruire relazione di progetto evidenziando gli aspetti critici risolti; riuscire a utilizzare ulteriori linguaggi per la progettazione di sistemi embedded e IoT industriali a partire da quelli studiati nel corso.

Programma

* Embedded and IoT Systems Modeling:
- Course introduction
- Embedded systems modeling
- SysML for systems modeling
* System Level Description Languages
- SystemC-based design
- SystemC TLM
* Hardware Description Languages:
- HDL introduction
- VHDL syntax
- verilog syntax
- HDL timing simulation
* Register Transfer Level Synthesis:
- RTL synthesis: VHDL
- RTL synthesis: Verilog
* High-Level Synthesis:
- High-level synthesis (HLS) intoduction
- High-level synthesis scheduling
- High-level synthesis allocation
- High-level synthesis application
* Platforms and Virtual Platforms:
- Virtual platform modeling: IP-Xact
- Virtual platform design and FMI
- SystemVerilog introduction
- SystemVerilog main characteristics
- SystemC & Verilog AMS
* Embedded Software:
- Embedded software modeling
- Model-based design of embedded software
- Embedded AI software modeling
* Industry 4.0 – CPPSs:
- Industry 4.0: software hierarchy
- Industry 4.0: digital twin
- IoT and Industrial IoT
- IoT and Cloud

Lezioni on-line come da calendario su: https://univr.zoom.us/j/84729760071

Modalità d'esame

L'esame è composto da due parti: teoria e laboratorio.
Per superare l'esame, gli studenti devono mostrare che:
- hanno compreso i principi delle architetture di sistemi embedded e IoT;
- sono in grado di modellare e simulare un sistema embedded e IoT complesso;
- sono in grado di progettare, verificare e testare un dispositivo digitale complesso;
- sono in grado di sviluppare software embedded che interagisce con il sistema operativo e la rete;
- sono in grado di applicare le conoscenze acquisite per risolvere scenari applicativi del mondo di Industria 4.0.

L'esame finale consiste in una prova scritta contenente domande e esercizi.
È inoltre necessario fornire una relazione di tutte le attività di laboratorio per completare l'esame.

Testi di riferimento
Attività Autore Titolo Casa editrice Anno ISBN Note
Teoria Soonhoi Ha, Jürgen Teich Handbook of Hardware/Software Codesign (Edizione 1) Springer Netherlands 2017 ISBN 978-94-017-7266-2
Materiale didattico
Titolo Formato (Lingua, Dimensione, Data pubblicazione)
Course presentation  pdfpdf (it, 11937 KB, 30/09/20)
Detailed program html html (it, 33 KB, 28/09/20)