Αρχές Ενσωματωμένου Υπολογισμού. Σύνολα εντολών CPU. Σχεδιασμός, ανάπτυξη και προγραμματισμός ψηφιακών συστημάτων ενσωματωμένων σε συσκευές. Απαιτήσεις σχεδίασης. Μελέτη ειδικών προβλημάτων από την πλευρά του υλικού και του λογισμικού. Ιεραρχία μνήμης. Αλγοριθμικοί μετασχηματισμοί. Παραδείγματα ανάπτυξης υλικού και λογισμικού. Λειτουργικά Συστήματα πραγματικού χρόνου. Επίπεδα υλοποίησης (vlsi, fpga, asic, asip). Μοντελοποίηση με VHDL, UML. Βελτιστοποίηση απόδοσης και κατανάλωσης ενέργειας. Περιφερειακά και διασύνδεση. Πολυπύρηνα ενσωματωμένα συστήματα και επιταχυντές. Μηχανισμοί Εισόδου/Εξόδου. Διακοπές & Εξαιρέσεις. Η αρχιτεκτονική του ARM.Εργαστηριακές ασκήσεις προγραμματισμού σε συμβολική γλώσσα και σε C για δημοφιλείς ενσωματωμένους επεξεργαστές και μικρο-ελεγκτές και σε VHDL για σχεδιασμό συστημάτων-πάνω-σε-ψηφίδα.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, οι φοιτητές αποκτούν γνώση και κατανόηση των παρακάτω θεμάτων:

• των ενσωματωμένων συστημάτων και των ιδιαιτεροτήτων τους,
• των βασικών οικονομικών στοιχείων σχεδίασης ΕΣ,
• των δικτύων επικοινωνίας σε ενσωματωμένα συστήματα,
• του πώς υλοποιείται ο συσχεδιασμός υλικού και λογισμικού,
• του τι είναι οι επιταχυντές υλικού και πότε χρησιμοποιούνται,
• των αρχιτεκτονικών δημοφιλών επεξεργαστών ενσωματωμένων συστημάτων,
• των λειτουργικών συστημάτων πραγματικού χρόνου,
• της σημασίας των σκληρών και μαλακών περιορισμών,
• της χρήσης των πιο σημαντικών περιφερειακών,
• των τεχνικών εισόδου/εξόδου,
• της απόδοσης των ενσωματωμένων συστημάτων.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του εργαστηριακού τμήματος του μαθήματος, οι φοιτητές αποκτούν γνώση και κατανόηση των παρακάτω θεμάτων:

• του προγραμματισμού ενσωματωμένων συστημάτων λαμβάνοντας υπόψη τις ιδιαίτερες απαιτήσεις τους,
• του προγραμματισμού μικρο-ελεγκτών και των περιφερειακών (arduino),
• της ευελιξίας των FPGA, ως ρεαλιστικές αρχιτεκτονικές υλοποίησης ενσωματωμένων συστημάτων,
• της δημιουργίας και βελτιστοποίησης προγραμμάτων ως προς τις επιδόσεις και την κατανάλωση ενέργειας,
• της εξοικείωσης με τα αναπτυξιακά περιβάλλοντα της ARM και της TI,
• της VHDL για την περιγραφή μονάδων ενσωματωμένων συστημάτων,
• των FPGA για εφαρμογές ενσωματωμένων συστημάτων,
• της δημιουργίας ενσωματωμένων συστημάτων με soft-cores,
• της δημιουργίας "συστήματος σε ψηφίδα" (System on Chip, SOC)
• της μεθοδολογίας DTSE για βελτιστοποίηση εφαρμογών για ενσωματωμένα συστήματα,
• της δημιουργίας και χρήσης πυρήνων πνευματικής

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών, Ψηφιακή Σχεδίαση(όχι υποχρεωτικό)

Διαλέξεις και εργαστήρια

Γραπτή εξέταση θεωρίας και εργαστηρίου 40%, 12 εβδομαδιαίες εργαστηριακές ασκήσεις 30%, 1 εργασία εξαμήνου 30%.

• [3409]: Οι Υπολογιστές ως Συστατικά Στοιχεία, Wayne Wolf ( Σύνδεσμος Βιβλίου )
• [64314]: Ψηφιακή Σχεδίαση με VHDL, Peter J Ashenden ( Σύνδεσμος Βιβλίου )
• [22758441]: Computer Architecture, McLoughli ( Σύνδεσμος Βιβλίου )
• [22762722]: Embedded Systems Hardware for Software Engineers, Lipiansky ( Σύνδεσμος Βιβλίου )
• [33094780]: Computer Organization and embedded systems, Hamacher C, Vranesc Z., Zaky S., Manjikian N. ( Σύνδεσμος Βιβλίου )