Μαθησιακά Αποτελέσματα
Το μάθημα αφορά στη σχεδίαση και προγραμματισμό ενσωματωμένων συστημάτων για εφαρμογές Edge και Internet of Things(IoT), δηλ. συσκευών υλικού οι οποίες παρέχουν ένα κατανεμημένο περιβάλλον με δυνατότητες συλλογής, ανάλυσης και επεξεργασία δεδομένων πιο αποτελεσματικά από την παραδοσιακή αρχιτεκτονική cloud. Το μάθημα καλύπτει θέματα ανάπτυξης ενσωματωμένου λογισμικού και διαχείρισης πόρων σε προγραμματιζόμενους μικρο-επεξεργαστές και μικρο-ελεγκτές. Επιπροσθέτως, το μάθημα εξετάζει σύγχρονα προσαρμοστικά συστήματα-σε-ψηφίδα με δυνατότητες προγραμματιζόμενου και επαναδιαμορφούμενου υλικού, με έμφαση σε τεχνολογίες FPGA. Η θεωρία του μαθήματος συμπληρώνεται εργαστηριακά μαθήματα για πρακτική εφαρμογή και εξοικείωση με τις παραπάνω τεχνολογίες. Τέλος αναλύονται θέματα ενσωμάτωσης και διαχείρισης ετερογενών επεξεργαστικών πόρων σε Edge computing περιβάλλοντα.
Με την ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές αναμένεται να έχουν επαρκείς γνώσεις για την υλοποίηση ενσωματωμένων εφαρμογών σε διαφορετικούς τύπους επεξεργαστών και την ολοκλήρωση τους σε Edge computing πλατφόρμες.
Περιεχόμενο Μαθήματος
Το μάθημα αναπτύσει τις θεματικές του βάσει των παρακάτω διακριτών ενοτήτων:
Ενότητα 1. Εισαγωγή σε IoT και Edge computing:
Βασικά στοιχεία ενσωματωμένων συστημάτων και διεπαφή υλικού λογισμικού.
Ενότητα 2. Προγραμματισμός του ενσωματωμένου επεξεργαστή:
Ενσωματωμένος προγραμματισμός σε C και assembly, προγραμματισμός συστήματος.
Ενσωματωμένα εργαστήρια Arduino.
Βελτιστοποίηση και διαχείριση κατανάλωση ισχύος και ενέργειας.
Ενότητα 3. Προγραμματισμός της ενσωματωμένης πλατφόρμας:
Σύστηματα σε ψηφίδα και τεχνολογίες FPGAs.
Γλώσσες περιγραφής υλικού και High Level Synthesis.
Σύνθεση και προγραμματισμός της μικρο-αρχιτεκτονικής.
Εργαστήριο Verilog και HLS για FPGA.
Ενότητα 4. Eνορχήστρωση πόρων σε περιβάλλοντα edge computing:
Τεχνολογίες Light Kubernetes και KubeEdge.