Читать онлайн «Высокоуровневое проектирование встраиваемых систем. Часть 1»
Автор Платунов А.Е
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ
А. Е. Платунов, Н. П. Постников
ВЫСОКОУРОВНЕВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
ВСТРАИВАЕМЫХ СИСТЕМ
(Часть 1)
Учебное пособие
Санкт-Петербург
2011
Платунов А. Е, Постников Н. П. Высокоуровневое проектирование
встраиваемых систем. – СПб. : НИУ ИТМО, 2011. – 121 с. Учебное пособие посвящено вопросам проектирования встраиваемых систем. В
1 части пособия рассматриваются: основные проблемы, с которыми
сталкиваются разработчики встариваемых систем (ВсС), состояние и
перспективы высокоуровневого проектирования ВсС, архитектурное
проектирование ВсС, модели процесса проектирования ВсС. Для подготовки бакалавров и магистров по направлению 23. 01. 00
«Информатика и вычислительная техника»; по группе магистерских программ
«Встроенные вычислительные системы» по программам подготовки
«Проектирование встроенных вычислительных систем», «Системотехника
интегральных вычислителей. Системы на кристалле» и «Сетевые встроенные
системы». Рекомендовано к печати Ученым советом факультета КТиУ, 20 сентября 2011 г. ,
протокол №7
В 2009 году Университет стал победителем многоэтапного конкурса, в
результате которого определены 12 ведущих университетов России, которым
присвоена категория «Национальный исследовательский университет». Министерством образования и науки Российской Федерации была утверждена
Программа развития государственного образовательного учреждения высшего
профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный
университет информационных технологий, механики и оптики» на 2009–2018
годы. В 2011 году Университет получил наименование «Санкт-Петербургский
национальный исследовательский университет информационных технологий,
механики и оптики»
© Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет
информационных технологий, механики и оптики, 2011
© А. Е. Платунов, Н. П. Постников, 2011. Оглавление
ВВЕДЕНИЕ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 5
1 ПРОБЛЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВСТРАИВАЕМЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ
СИСТЕМ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 7
1. 1 ВСТРАИВАЕМЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 7
1. 1. 1 Понятие встраиваемой вычислительной системы... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 7
1. 1. 2 Проектирование программно-реализованных встраиваемых систем... ... ... . . 12
1. 1. 3 Встроенное программное обеспечение ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 15
1. 1. 4 Классификация встраиваемых систем ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 20
1. 2 СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ВЫСОКОУРОВНЕВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВСС... ... ... ... ... . 25
1. 2. 1 Проектирование заказных микропроцессорных систем... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 25
1. 2. 2 Методики проектирования встраиваемых систем ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 33
1. 2. 3 Языки описания архитектуры встраиваемых систем ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 42
1. 3 ПРЕДПОСЫЛКИ ПОВЫШЕНИЯ УРОВНЯ АБСТРАКЦИИ В МЕТОДИКАХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ВСТРАИВАЕМЫХ СИСТЕМ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 48
1. 3. 1 Кризис методик проектирования встраиваемых систем... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 48
1. 3. 2 Перспективы развитися методик проектирования встраиваемых систем... . 49
ВЫВОДЫ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 51
2 АРХИТЕКТУРНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВСТРАИВАЕМЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ
СИСТЕМ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 54
2. 1 СИСТЕМА АРХИТЕКТУРНЫХ АБСТРАКЦИЙ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 54
2. 1. 1 Архитектурное проектирование и группы архитектурных абстраций... ... ... 54
2. 1. 2 Вычислительные и невычислительные абстракции... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 56
2. 1. 3 Элементы архитектурного проектирования ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 62
2. 1. 4 Проектное пространство ВсС и фазы организации вычислительного
процесса «Design-Time / Run-Time» ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 71
2. 2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ АРХИТЕКТУРЫ ВСС... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 77
2. 2. 1 Архитектурная платформа и критерии проектирования архитектуры... ... ... 77
2. 2. 2 Шаблоны процессов проектирования ВсС... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 81
2. 2. 3 Реализация архитектурных моделей встраиваемых систем ... ... ... ... ... ... ... ... . . 85
2. 2. 4 Проектирование микроархитектуры ВсС... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 88
2. 2. 5 Роль моделирования в архитектурном проектировании ВсС ... ... ... ... ... ... ... ... 91
2. 3 АСПЕКТНАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВСС... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 95
2. 3. 1 Аспектные подход к проектированию ВсС ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 95
2. 3. 2 Аспектное пространство процесса проектирования и целевой систем... ... . . 99
2. 3. 3 Архитектура ВсС, архитектурные агрегаты.
