lad.dsc.ufcg.edu.brlad.dsc.ufcg.edu.br/oc2/intro_es.pdf · 1 ˘ ˇˆˆ˙˙˙ ˘ ˆ˝ embedded...
Post on 13-Jun-2020
5 Views
Preview:
TRANSCRIPT
1
�������������� ��
�������������
������������������
������������������������������
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
�������
� ����������������� ��������
� ��������������������� ����������
� ���� ������������ ��� ����������� ���
� ������������������� ���� ���� �������������
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
����� ������
� ������������������������!
� "���������� ��������������� ������������� ���
� #�� ���������� ���
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
����������
� $����������������������% �������� �������������������������������� ����� ����������������������������
� �������%����������� ��� ����������� �� ������ � &��������� ��
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
��������� � �
��������!��"�����
Motorola Siemens
BMW
Apple
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
���"�������"
� ����� ���������� ������������������ ������������������ ��� ��'()*+��� "���������,� ��� -��������� ���� � ��������
� ���� �������������� �������������� ����� ����� �� ��������
� ��% ����������� �� ������������������� � �����
2
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
# ��������������$��������
� � ����������� ��������.,/���% ������������������
� # � ����� ������������0#��1�� ���������� � &������� � ����� ���������� ���
� �� ������������������ &����2�� ���'3�� ���45�� ��
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
As vendas dos microprocessadores Pentium da Intel representam apenas cerca de 2% do mercado de processadores:
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
A grande diversidade de aplicações justifica a grande variedade de processadores para sistemas embarcados existentes.
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
%������������ ������
� � ������������������������ ����%��%��������
� "����$/��4������������ ����������� 45�� ��6.�"�"�7������������� ����������������������
� �������8���������������� �������
� # � �����8�������������"�7��9������ ������ ��
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
%����������� ������&����� �
� ��������� � ������� ������0�#�1�
� �� �����
� "��������
� ����� ������� ����������������������
� ����% � ��
� :��������� ������
� �"���������0����������1�
3
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
#���������������"�����'��'
�����
� 6���������� ��������������� �� �����������������������
� 7����������������������� �������� "�7���#���������
� :���� ����������������
� � -���� ��������������
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
(��������������������
����!�����
')�5';�;2'5�3''5�(3�"�0'5*$31
*�4<'*�34*�'5*�5*������.�������
5�<35�)5�<45�'#8#
*�;<*�'2*�;)*�'<#86�0<*$31
='�2(='�<2='�'5='�'2������ ����8
5**<5**45**55**'
Wall Street Journal/EIA
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
(��������������������
������
Best Buy November 2003:
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
(������������������
��� � ��"�����
�8����� ���������������� �� ����������� ��� ����8 � ��9������� ��9�������9������� �������������������������
����� ���������������������
�6����� ���
�/������������
�: �������� ������.��������� ����%����<������������"��%��������
�#�� �������� ��������� �������������������
�>������������ �������
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
)���'��������������
� ������ � ������� ����������� ����� :���������� ���� �� �������� ������������ �����
� ���������� ���� �� �������� ����������� ���������������������
� ��������������������� ����������������������� ������� �����%��� ���������
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
#� !� �������# �����
�������������!
� ?�������� ����������� ����������� � ��
� "���������
� �������������� ���
� �� ������ ��� ���0��� �������1�
� 6�@� ����'3-�5�A:&����� ���<�
� ������������������-�����);�� �� ��������;B��������� ��%��������������
4
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
#� !� �������*�����������
���� ������ ��+��������������
0.1
1
10
100
1000
10000
i386 i486 Pentium Pentium Pro Pentium II Pentium III Pentium 4 One Gen Two Gen Three Gen
Per
form
ance
(S
PE
CIn
t200
0)
Technology (relative FO4 delay)
Pipelining (relative FO4 gates/stage)ILP (relative SPECInt/Mhz)
Performance
Moore's Law Speedup
Performance Gap
10k SPECInt2000
0.1
1
10
100
1000
10000
i386 i486 Pentium Pentium Pro Pentium II Pentium III Pentium 4 One Gen Two Gen Three Gen
Per
form
ance
(S
PE
CIn
t200
0)
Technology (relative FO4 delay)
Pipelining (relative FO4 gates/stage)ILP (relative SPECInt/Mhz)
Performance
Moore's Law Speedup
Performance Gap
10k SPECInt2000
Moore's Law Speedup
Performance Gap
10k SPECInt2000
© 2004 IEEE Computer SocietyEmbedded Computing © 2005 Wayne Wolf
#� !� �������*�� ������� ������
��+��������������
0.1
1
10
100
1000
i386 i486 Pentium Pentium Pro Pentium II Pentium III Pentium 4 One Gen Two Gen Three Gen
Pow
er (W
)
Total Power (W)Dynamic Power (W)
Static Power (W)
75 mW Peak Power
Power Gap
0.1
1
10
100
1000
i386 i486 Pentium Pentium Pro Pentium II Pentium III Pentium 4 One Gen Two Gen Three Gen
Pow
er (W
)
Total Power (W)Dynamic Power (W)
Static Power (W)
75 mW Peak Power
Power Gap
© 2004 IEEE Computer Society
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
,��'�����������
��-���������
� �������������������������������������� �����������������%��������������� ��������� > � ������������ ������������������
� ����������� �� ���� � ���� ������������������% ����� $-���� %������������ �� ���������������������%��� ���������������% ����
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
����!�������
� /�������� �������������������������� ������
� /���������������� ��������� ����� 3�������������� ���� �������
� "��+��� ���������������� �����������������
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
(������!��������� � �
�"����� ���!�
� :�������������������������!� :��� �� ������"�7!������!
� :�������������������� ���!� ?��������������������%������������!
� :�������� � � &�����!� ���������������������� �!�6��������������������!
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
(������!��&�����
� #��� ������������!� .��������� � ��� ��������!
� #������� ��������� ��������������!
� :��������������������� ������������ �� ��!
� :�����������������������!
� :�����������������������!� /����%�� � ������������ � ��!
� ���� �������%�������������!
5
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
����!������� ���!���
� ���������������� �� ������������
� 7��������� ����������������������������������� ��+���� ������ ���
� "� ����������������� ���� ���������������� ������� ���0"�#1��������������������������� �������������������������C
� ������������������������� ������
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
����!��!����
� ������������ /%����������������� ����
� ?���� ��� ������������ ���������
� ���������� �������
� ����������� ��
� /�������@� ��������0��� ����� &�������1
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
.�$�����������������
requirements
specification
architecture
componentdesign
systemintegration
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
/��' ����$��������'��
� ��������� ���� ���������������������������� � �C
� �������������� ����
� D��������� ���� ������������������������� ���������
� 6������� ����������������� @����
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
����� ��������������
� ����������%������������� ������������ �����&� ������� ����������� ������������ �� �������������������������������� ��C
� ��� �� ������� ������������� ��
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
)�-���������
� ��� ���������������� � �����������������������������-�����������
� ���������%����� ����%����������� ���� ���� �����������������C
� ���� ����������� ������������� %��C
� �% � ����������������������������
6
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
�����������$������'
�������������-���������
� ?���� ������@� ��������� ��������������� ���� ����
� E������� ������@� ��������� � �����@� ����������������C
� � &����� ���������C
� ���������� �C
� ��� �� � ��C
� ����
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
0*����$��!�������� �
� ?���� ��� ����?������� %�������������F���������������������
� 7���� �������������������<**�-�3**� -��������������������������-�����������
� �����������������������������������E����������'������������>������A���� �� ��';��������
� "����=;**��������� ���G���-��='**���������������
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
0*����$��!�������� �&�
����1 �
� ���� ����� &�,�� ������������ �� �������
� ����������� ����������������2��������������������� ���
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
�������������
� ��������� �������� � ���������������� ��������� ��������� ���������� �������C
� �% ���� �������������� ����������� ���������
� ���� ������������ ���������������� �������������
� ��������-������������������ ���������� ���������������
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
0*���������������
� ������ �������� ���� ������ %�������A��C
� �������C
� ����� ��������C
� ���� �����@� ��������� �����������@�����C
� �������������� ������������������������������� ���
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
%������������ ���!�
� ������F��������������� ��� ���������� � ��� �!
� :����������������� "�7����� ������������
� ����������������� ��F���������������� ������ ���
� ���������� ��������������� ���������������� ������� � ��� ���
7
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
0*����$��!��������+�
��!���
GPSreceiver
searchengine renderer
userinterfacedatabase
display
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
0*����$��!�������� �����
������������
GPSreceiver
CPU
panel I/O
display framebuffer
memory
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
0*����$��!��������������
������������
position databasesearch renderer
timeruserinterface
pixels
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
����!���!���� ������� �
�������������������
� ����������� ������� ���� ������������������������������� ���
� ������������������������������������������ � ��������- �� ������ ���������������������� �����������������
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
�"���������!������
� ������������������������� ������������������������ ��������
� :�%����������� ������� ����������������%��������@� ������������������������ ��� ����������������� ����
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
������"
� $���������������������������������� ���������������%������-�������������������������������
� $��������������������������� ������������������ ���� ��������� ��������������
� #�� ���������� ������������������������ ���������
8
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
*��������
� ������� ������������� ����� ������������� ��� ����� ��� "����������� ����%������������� ����������� &�� ��
� ����������������������� &��������� ������������ �����
� ��������������������%������������%��������������
� ����������������� ������� %������������H
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
2 �"�������������������3
� ������� �����������������
� ������������������������� ��
� ���� � ������������������ �����+��� ��������� �
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
�������4*5678�������+����������
� ������������ ��������������� ��������� ���
� ����������%���������% ������� ��������� �������
Xscale
Securityprocessor
…
…
16 microengines
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
/���#%*
� ������������� ��� �������� ��� ��
� ���� �������� ���#����6.�"�
C55x DSP
OMAP 5910:
ARM9
MMU
Memory ctrl
MPUinterface
SystemDMA
control
bridge
I/O
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
�/�,��� �+
� ���������� ������� ��� ��
� ������ ������������� ��������
ARM9
Mem
ory
syst
em
I/O b
ridg
es
Audioaccelerator
Videoaccelerator
heterogeneousmultiprocessors Embedded
Computing © 2005 Wayne Wolf
�/�##��*9
� $������������������������ ������ ����� ��� 6�������');��:&�� '���������� ������� ��� 5���%��� ������� ��������� '3,5<�� ��� -��� ���� 45�� ������ ��� ���� "���������� ?������������ &�����
9
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
,��� �+ $� ��������������
MMDSP+dataRAM
instrRAM
Xbus
Interruptcontroller
Picturepost
processing
Videocodec
Pictureinput
processing
Localdatabus
MasterAHBDMA
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
%�������$����� � �
�"�����
� ����+��� ������������ ���������%��'**�� ����������� <�� ��� ���������������������������C
� � ���������������������������% ���C
� '3,45�� ��� ������������������� ���
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
:#2 �678����+���� �
�������"����������"����
� ��� ������������������0�D�1����������������������� �� ���
� ������ ������ � ���������0��"9�1����������� ����� ��%������ � ���
� �D��������"9������� ������ �D������ ���������� ��������������� ������������- �� ����D��������
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
:#2 �678�&�����1 �
brake
sensor
brake
sensor
brake
sensor
brake
sensor
ABS hydraulicpump
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
/����������������!��
� :������������������������ ��������������� ������� � � ���
� �� ��� ����� ������ ������ � ���
� ������� ���������������������� ���������� ���
architectures
applications
methodologies
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
����$��������� �
������������
� ��� �������� ���������������������
� �������� ������������ �������� �������������������� >����������� ������������� ��
� .���������������������������������������� "�� ��������.����������� ���� �������0�� ����������1������������������
10
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
���������������������
�$�����;�/<
� ��������� �����������0#�������4������1�
� ������% �������������0��$A�5��#8������1�
� '�� �� ��� ����������
� 5�� �� ��� ������������������ ���
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
����� ������ �# *��( ���!�
� �������"��������������� ��� ��� #�� ���%�� � ��� ������� ����������������������� ������������������
� ����������������� �������������� ���� ���� > � ������ ������������ &�� ��
� ������% ��������� �����% �������
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
#*��(� �� ����� �� �
� �������������������������������� ���"� ���������������������F��� ����� ���%������������������������������ ���%�������
� ���"� �% �������� ���� >������� : �������������
� ���� ������������������@� ����������� ���������������������� ��� ��������� ���� ��������� ������-������������ ��������
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
����!���������!������
���� �� �' ��$������+���
� #�� �������%�� ����������� �� ���������������� ���������������� ������� �� ��
� #�� �������%�� ������������� ���������������+������� 7���� ��������������
� #�� �������%�� ��� ����������� �� ������������������ �����-����������������������
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
���� �� �'��� ��"�����
� 6��������� ��������� ������������ ������������ �������������
� $���������������������������
� ������� � � &������������������������������������
� ������������������������������������
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
(����������������������������
���������������
� ������� � ��� �������������� ����������������������� �������� �� ��������� ����� ���������� ��������
� #�� ���������������������������� ���� .�� � ���������� �������������% ��� � ������������ > � ���������� �������% ��
� �����-�������������� �������������������������� ���� $��������� ���� D�����������������
11
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
��5=>������������������&�
����1 �
� ���� �������������������� ������������������� :������������ ��
� /������� ������� %��� ����������-�
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
2 �"��������� �� �����
������ 3
����� ������� ������� �������� ������� ������������������������-�
������������� ������������������ ��� ���������� ����� ����� ������������
MPEG Tamperemeeting
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
����!������������
� D��������� ������������������������ ���������������� ��
� A�������� ����- �� ������ �������������������������&����������� ����
�������������� ���������
������������������ �������������������
��������� ���!�"#
Bluetooth.com
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
������"�������������
� ���� ���������� #�+��� ��������� ���
� #�+���������������������- ����
� ������������� #�+��� ������������
� :������������� ����������������
� #�+�������� ��� ����- ���
� ���������� #�+����������� ���
� #�+��������� ���
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
�������#*0'5��� ��
� /���������������������$A�5�������� � �������� �����
� #�� ��������������� ������ ��
� .����������������������������������� > � ����������
� > � ����"�7�
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
#*0'5�������!��������!��
� "������������ -������������� ���������� ���� �������������������� ���������������
� �������������������������������������
� ����������������������������������� ��� .����������������� � �������
� $�����������������7� -��������
12
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
���������5=>��� ��
� 6���������������� ��)**�***�� ������"������ 7����� �������� �����
� ��������� ������������ # ������ &���
� ?��������
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
��5=>�������!��������!��
� ? ����������������� ���� ��������� >���������������
� ����������������������������������� ��� .����������������� � �������
� D������������������ D������������ ����������%���;*B���"�7�� ���
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
#������������ �� �
� ��������"� ����� ������������ �������������� "���� ��� ���� E����� ���� ���� ��� ��� ����� ���
� 6�@� �������� ����������� ������������������� ������ A������������� �� &�� �������� ������� ��������"�7�������
� E���������������������������������������� �������� � � ���
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
*��������&����� �� �&��� �
#*��(�
� ������������������� ���%�� �� ��������������� ������ ����������������
� ��������� � ��� ������������������������ ���
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
/��� ���!����� ����$��"�
!��
8888
?88?88?88?88
588588588588
@88@88@88@88
>88>88>88>88
788788788788
=88=88=88=88
588?588?588?588? 588@588@588@588@ 588=588=588=588= 588A588A588A588A
��B���B���B���B�
���!� ���!� ���!� ���!�
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
/���������������������'
��� � ���!�
� ��� ���������������� ���������������� 6�@� ���������������������������������������������
� ������������������������������ �������������������� ����������� � ���%� ������
requirements past designs
platform
userneeds
product
13
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
(������!��������������'��� �
���!�
� #�+����%������������� ��� ��� �������� �������������� �� ����������������� ��� ��
� ����������� ���������� ������%������������� � ���� ��������� � ������������� ������������
� ������% ��������� ������������� ��������� �
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
/����������'��$����� ����!�
�����������!�
� �������"���������������������� ��� ��� .������� ����������� ��� ����������������������� � ����
� �������� ������������ %��������������
� �"� ��%��������������� ��������� E����������������-��� ��������������%����������� ��
Embedded Computing © 2005 Wayne Wolf
������"
� "� ���� ����������������������� ������� ����������� ������������������������
� ����+���� ��� �����������-�� 6��������� ��������� ������������ � &�����-�������
� ������������������������������� :����������� ����������������� &�� ���� � &�� ��
� ����������� �����������������,�����%����� ��������� ���
top related