Τύποι Ενσωματωμένων Συστημάτων Συστήματα Γενικού Σκοπού Εφαρμογές παρόμοιες με desktop computing, αλλά για συγκεκριμένη εργασία. Video games, set- top boxes, τραπεζικά ATMs κλπ. Συστήματα Ελέγχου Συστήματα κλειστού βρόγχου για εφαρμογές πραγματικού χρόνου Μηχανές αυτοκινήτων, χημικές διεργασίες, έλεγχο πτήσης κλπ. Συστήματα επεξεργασίας σήματος Επεξεργασία δεδομένων σημάτων Radar, Sonar, συμπίεση εικόνας κλπ. Συστήματα Επικοινωνιών και ιαδικτύωσης Μετάδοση δεδομένων, μεταγωγή, κατανεμημένος υπολογισμός Τηλεφωνικό σύστημα,, Internet, VoIP Χαρακτηριστικά Ενσωματωμένου Συστήματος 1. Πολλαπλά είδη εισόδων εξόδων Αναλογικές Ψηφιακές Συνεχής αλληλεπίδραση με τον εξωτερικό κόσμο 2. HW και SW ειδικού σκοπού (γνωστή εκ των προτέρων η εφαρμογή) 3. Event driven 4. Αντιμετώπιση σφαλμάτων 5. εν σταματά ποτέ 6. ΕπαναπρογραμματισμόςΑσφάλεια 7. Λειτουργία Πραγματικού Χρόνου Ορθότητα αποτελεσμάτων σε σχέση με τη χρονική στιγμή που δημιουργούνται 8. Μικρό μέγεθος, χαμηλή κατανάλωση 9. ύσκολες συνθήκες λειτουργίας 10. Κόστος Μεγάλη ποσότητα συσκευών
Τεχνολογίες Ενσωματωμένων Συστημάτων 1. Μονάδες επεξεργασίας 1. Μικροελεγκτές μικροεπεξεργαστές 2. DSPs 2. FPGAs 3. ASICs 4. Μονάδες I/O (ADCs, DACs, optocouplers etc.) 5. Μονάδες διαδικτύωσης 6. Μονάδες αποθήκευσης δεδομένων 7. ιακριτή λογική 8. Λειτουργικό σύστημαsoc (Systen-on-Chip) 9. Συσκευασία Προβλήματα Ανάπτυξης Σχεδιασμός υλοποίηση η από μικρή ομάδα μηχανικών. Συνήθως πολύ αυστηρά χρονοδιαγράμματα Time to market. Προδιαγραφές Απόδοση Τελική ημερομηνία σχεδίασης Κατανάλωση Άλλες απαιτήσεις (π.χ. Φυσικό μέγεθος) Κόστος πρωτοτυποποίησης Κόστος παραγωγής ιαλειτουργικότητα Πόσο υλικό απαιτείται; Τι τύπου CPU; Μνήμη; Εργαλεία ανάπτυξης; Ελεγξιμότητα; Ταχύτερο υλικό (κόστος-κατανάλωση) ή εξυπνότερο λογισμικό (χρόνος); Ελαχιστοποίηση κατανάλωσης; Απενεργοποίηση modules; Περιορισμό προσπέλασης μνήμης; Πραγματικά λειτουργεί; Ακρίβεια αντιφάσεις προδιαγραφών; Η υλοποίηση ικανοποιεί τις προδιαγραφές; Πως ελέγχουμε τις απαιτήσεις πραγματικού χρόνου; Πως το ελέγχουμε με πραγματικά δεδομένα; Συλλογή δεδομένων ελέγχου σωστής λειτουργίας; Παγκόσμια, το 60% αυτών που αναπτύσσουν Ενσωματωμένα Συστήματα είναι Ηλεκτρολόγοι Μηχανικοί
Εξελίξεις που καθορίζουν τον τρόπο μεταβολής της τεχνολογίας... Νόμος του Moore IC Cost per Function
Worldwide IC Sales CAGR: Compounded Annual Growth Rate Οικονομικά Στοιχεία Ενσωματωμένων Συστημάτων
Οικονομικά Στοιχεία Ενσωματωμένων Συστημάτων IDC: Embedded systems market to double by 2015 The need for more complex embedded systems will create a $2 trillion market by 2015 The market for embedded computer systems, which already generates more than US$1 trillion in revenue annually, will double in size over the next four years, according to a report about to be released by research company IDC. Much of this growth will be propelled by more sophisticated, cloud-connected embedded systems, which will have faster chips, better connectivity and more advanced operating systems and analytical software, IDC predicted. IDC referred to these systems as "Intelligent Systems," and they will grow from 19 percent of all unit shipments of major electronic systems in 2010 to more than 33 percent in 2015. Due to be released next week, IDC's report, "Intelligent Systems: The Next Big Opportunity," states that this year more than 1.8 billion embedded systems will be shipped, which will create $1 trillion in revenue for component makers, software companies and integrators. By 2015, more than 4 billion units will be shipped, which will create $2 trillion in revenue. Moreover, embedded d systems will require 14.5 bll billion microprocessor cores by 2015. The term intelligent embedded systems is popping up more often in blogs, public relations announcements especially from Intel, and in trade journals. But what exactly does the term mean? The key descriptor seems to be the interconnectivity of the system. A recent IDC report defines a traditional embedded system as a fixed function, isolated system. Conversely, an intelligent embedded system is distinguished by its high performance, highly programmable microprocessors, internet connectivity, and high-level operating systems, among other things.
Αν είχαμε αυτές τις αλλαγές στη βιομηχανία του αυτοκινήτου... τότε το αυτοκίνητο θα κόστιζε 15 cents θα έτρεχε με 10,000 miles/hour θα είχε κατανάλωση 1000 miles/ga θα μπορούσε να μεταφέρει 1 εκατ. ανθρώπους
Παράδειγμα Cellphone Features: Multisystem: GSM, UMTS, CDMA2000, etc Speakerphone Voice dialing Games Digicam Streaming video PDA functions: phone book, calendar, todo list, PC sync Application OS: PalmOS, Symbian or WinCE, Android, ios, JVM Mobile phones: the most successful technology ever
Mobile phone system architecture
ομή του μαθήματος Εισαγωγικά Θέματα Μοντέλο OSI Επικοινωνιακά Πρωτόκολλα Πρωτόκολλα Προσπέλασης Μέσου Έλεγχος Ροής - Επαναμετάδοση ιαχείριση μνήμης (Κυκλικοί buffers) Μετάδοση βασικής ζώνης Εκπομπός Μορφοποίηση παλμών Κώδικες γραμμής ADC/DACs - Κανάλι - Θόρυβος Πολυρυθμικά φίλτρα έκτης Συγχρονισμός Ανάκτηση συμβόλου Προσαρμοσμένο φίλτρο Κυκλώματα demapping AGC Συνολικό Σύστημα Ολοκλήρωση Αξιολόγηση (χωρίς εργαστήριο) Θεωρία Ββλ Βιβλιογραφική ήεργασία Παρουσίαση Αξιολόγηση (με εργαστήριο) Θεωρία Πειραματική Εργασία Παρουσίαση
Time-to-market: market: χρόνος διάθεσης στην αγορά Ο χρόνος που απαιτείται από την αρχήτης ανάπτυξης ενός προϊόντος μέχρι να είναι έτοιμο να πωληθεί Έσο οδα ( ) Παράθυρο αγοράς Η χρονική περίοδος που το προϊόν έχει υψηλές πωλήσεις Οι καθυστερήσεις κοστίζουν Χρόνος (μήνες) Απώλειες λόγω καθυστέρησης για τη διάθεση προϊόντος στην αγορά Έσο οδα ( ) Έγκαιρη είσοδος Άνοδος αγοράς D Καθυστερημένη είσοδος W Μέγιστα έσοδα Μέγιστα έσοδα λόγω καθυστερημένης εισόδου Πτώση αγοράς Χρόνος 2W Απλουστευμένο μοντέλο εσόδων ιάρκεια ζωής προϊόντος = 2W Μέγιστες πωλήσεις σε W Ο χρόνος εισόδου στην αγορά ορίζει ένα τρίγωνο που προσδιορίζει τον βαθμό διείσδυσης στην αγορά Το εμβαδόν του τριγώνου ργ προσδιορίζει ρζ τα έσοδα Απώλειες Η διαφορά του εμβαδού μεταξύ της έγκαιρης εισόδου στην αγορά και στην καθυστερημένη είσοδο.
Απώλειες λόγω καθυστέρησης για τη διάθεση προϊόντος στην αγορά Έσο οδα ( ) Άνοδος αγοράς D E W D E W Μέγιστα έσοδα Μέγιστα έσοδα λόγω καθυστερημένης εισόδου Πτώση αγοράς W 2W Έσοδα ( ) 1 Έγκαιρη είσοδος = 2W E WE 2 Καθυστερημένη είσοδος = 1 2 Ποσοστό απωλειών εσόδων = Παραδείγματα W D 2W D E W 100 2W=52 εβδ., D=4 εβδ. Χρόνος Απώλειες εσόδων = 22% 3 W D D % 2 2W Έγκαιρη είσοδος Καθυστερημένη είσοδος 2W=52 εβδ., D=10 εβδ. Απώλειες εσόδων = 50% NRE και κόστος ανά μονάδα Κόστοι: Κόστος παραγωγής ανά μονάδα Κόστος NRE (Non-Recurring Engineering) Συνολικό κόστος = Κόστος NRE + Κόστος μονάδος * πλήθος μονάδων Κόστος προϊόντος = Συνολικό κόστος / πλήθος μονάδων = (Κόστος NRE / πλήθος μονάδων) + Κόστος μονάδος Παράδειγμα α NRE=2000, μονάδα = 100 Για 10 μονάδες Συνολικό κόστος = 2000 + 10*100 = 3000 Κόστος προϊόντος = 2000 /10 + 100 = 300 Για 100 μονάδες Συνολικό κόστος = 2000 + 100*100 = 12000 Κόστος προϊόντος = 2000 /100 + 100 = 120
NRE και κόστος ανά μονάδα Σύγκριση τεχνολογιών με βάση το κόστος Τεχνολογία A: NRE = $2,000, κόστος μονάδος = $100 Τεχνολογία B: NRE = $30,000,, κόστος μονάδος = $30 Τεχνολογία C: NRE =$100,000, κόστος μονάδος =$2 πρέπει να ληφθεί υπόψη και ο χρόνος διάθεσης στην αγορά.