SoC research and development platform for distributed embedded systems

• Autorzy: Krzywicki K. , Barkalov A. , Andrzejewski G. , Titarenko L. , Kołopieńczyk M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2016.10.59

Warianty tytułu

PL

Modularna platforma rozwojowo-badawcza dla rozproszonych systemów wbudowanych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents a novel research and development hardware platform for distributed embedded systems. The platform is based on Xilinx Zynq-7000 SoC devices and it enables a fast physical verification and behaviour analysis of the distributed systems. Furthermore, it eliminates the necessity for usage of a large number of physical devices, which results in the simpler structure and implementation, improved ergonomics in laboratory, lower costs and eliminates external, physical connection between modules. The article presents the architecture of the platform and concurrent process implementation using the EmbedCloud structure. Synthesis and optimization results for different number of end modules and an analysis of resource usage were provided.

PL

W artykule zaprezentowano nową koncepcję sprzętowej platformy rozwojowo-badawczej dla rozproszonych systemów wbudowanych. Platforma oparta o układy Xilinx Zynq-7000 SoC, pozwala na szybką fizyczną weryfikację oraz analizę behawioralną systemów rozproszonych. Ponadto, eliminuje konieczność użycia dużej liczby fizycznych układów, co przekłada się na prostszą strukturę i implementację, poprawę ergonomii w laboratorium, niższe koszty oraz eliminuje zewnętrzne, fizyczne połączenia pomiędzy modułami. W artykule przedstawiono architekturę platformy oraz proces współbieżny zaimplementowany przy użyciu metody strukturalnej - EmbedCloud. Syntezy, optymalizacji i analizy użycia zasobów sprzętowych dokonano dla różnej liczby modułów końcowych.

Słowa kluczowe

EN

embedded system; distributed systems; CloudBus protocol; EmbedCloud structure

PL

systemy wbudowane; systemy rozproszone; protokół CloudBus; struktura EmbedCloud

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 92, nr 10
• Strony: 262--265
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Krzywicki K.

• University of Zielona Gora, Institute of Metrology, Electronics and Computer Science, ul. prof. Z. Szafrana 2, 65-246 Zielona Gora

autor

Barkalov A.

• University of Zielona Gora, Institute of Metrology, Electronics and Computer Science, ul. prof. Z. Szafrana 2, 65-246 Zielona Gora

autor

Andrzejewski G.

• University of Zielona Gora, Institute of Metrology, Electronics and Computer Science, ul. prof. Z. Szafrana 2, 65-246 Zielona Gora

autor

Titarenko L.

• University of Zielona Gora, Institute of Metrology, Electronics and Computer Science, ul. prof. Z. Szafrana 2, 65-246 Zielona Gora

autor

Kołopieńczyk M.

• University of Zielona Gora, Institute of Control and Computation Engineering, ul. prof. Z. Szafrana 2, 65-246 Zielona Gora

Bibliografia

• [1] H. Kopetz, “Real-time systems: design principles for distributed embedded applications”, Springer Science & Business Media, 2011.
• [2] A. Sangiovanni-Vincentelli, M. Di Natale, “Embedded system design for automotive applications”. Computer, 2007, 10: p. 42-51.
• [3] H. Kopetz, "The complexity challenge in embedded system design", Object Oriented Real-Time Distributed Computing (ISORC), 2008 11th IEEE International Symposium on. IEEE, 2008, p. 3-12.
• [4] D. Gajski, S. Abdi, A. Gerstlauer and G. Schirner ”Embedded system design: modeling, synthesis and verification”, Springer Science & Business Media, 2009.
• [5] Y. Nakamura, K. Hosokawa, I. Kuroda, K. Yoshikawa and T. Yoshimura, “A fast hardware/software co-verification method for system-on-a-chip by using a C/C++ simulator and FPGA emulator with shared register communication”, In: Proceedings of the 41st annual Design Automation Conference. ACM, 2004. p. 299-304.
• [6] J. Andrews, “Co-verification of hardware and software for ARM SoC design”. Elsevier, 2004.
• [7] M. Bambagini, M. Di Natale. “A code generation framework for distributed real-time embedded systems”, Emerging Technologies & Factory Automation, 2012, p. 1-10
• [8] K. Krzywicki, G. Andrzejewski, “Data exchange methods in distributed embedded systems”, In: New trends in digital systems design, Fortschritt – Berichte VDI, Dusseldorf, 2014, p. 126-141
• [9] K. Krzywicki, M. Adamski, and G. Andrzejewski, "EmbedCloud–Design and Implementation Method of Distributed Embedded Systems", In: Technological Innovation for Cloud-Based Engineering Systems. Springer International Publishing, 2015, p. 157-164.
• [10] K. Krzywicki, G. Andrzejewski, “Hardware implementation of the CloudBus protocol using FPGA” In: Proceedings of the Prague Embedded Systems Workshop, 2014, p. 11-14
• [11] Xilinx. Zynq-7000 All Programmable SoC – Technical Reference Manual, UG585 (v1.10), 2015
• [12] AVNET. ZedBoard (Zynq Evaluation and Development) Hardware Users’s Guide, Version 1.3, 2012
• [13] Aldec. Active-HDL Manual. (https://www.aldec.com/resources/manuals/Active- HDL/index.htm)
• [14] Xlinix. Vivado Design Suite User Guide, Implementation, UG904 (v2015.1), 2015
• [15] Xlinix. Vivado Design Suite User Guide, Design Anaylsis and Closure Techniques, UG906 (v2012.4), 2013

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.