Logo    
Деловая газета CitCity.ru CITKIT.ru - все об Open Source Форумы Все публикации Учебный центр Курилка
CitForum    CITForum на CD    Подписка на новости портала Море(!) аналитической информации! :: CITFORUM.RU
IT-консалтинг Software Engineering Программирование СУБД Безопасность Internet Сети Операционные системы Hardware

17.01.2017

Google
WWW CITForum.ru
С Новым годом!

Большой мир сверхминиатюрных устройств

Сергей Кузнецов
10.06.2003
Открытые системы, #05/2003

Обзор апрельского, 2003 года номера журнала Computer (IEEE Computer Society, V. 36, No. 4, April 2002)

Апрельский номер журнала является по-настоящему тематическим. Единой теме совместной разработки компьютерной аппаратуры и программного обеспечения посвящены все пять основных статей номера. Приглашенными редакторами номера являются Йорг Хенкель (Jorg Henkel), Ксиаобо Шарон Ху (Xiaobo Sharon Hu) и Шувра Бхаттачария (Shuvra Bhattacharyya). Вводная редакторская заметка озаглавлена «Продвижение на пути к решению проблемы разработки встроенных систем» (Taking on the Embedded System Design Challenge). Термином «совместная разработка аппаратуры и программного обеспечения» (hardware/software codesign — HSC) обозначают методологию, инструментальные средства и практическую деятельность, которые поддерживают интеграцию аппаратных и программных компонентов в течение их проектирования и разработки. Исходно приверженцы HSC ориентировались на методы компьютерной автоматизации проектирования, такие как спецификации и моделирование, декомпозиция, оценка производительности, совместное имитационное моделирование и совместная верификация. Однако в настоящее время область применения HSC существенно расширилась. В частности, HSC оказывает влияние на большинство аспектов разработки встроенных систем. Интегрированный подход к разработке привел к новому пониманию планирования процессов, коммуникационных протоколов, генерации кода, среды разработки программного обеспечения. На базе HSC появились подходы к проектированию процессоров, ориентированных на приложения, и архитектур, допускающих реконфигурацию и настройку в соответствии с требованиями заказчика. Как отмечают приглашенные редакторы, HSC является реальностью уже сегодня, а завтра применение HSC станет необходимым условием успешного создания встроенных систем.

Первая из пяти основных статей журнала написана Уэйном Вулфом (Wayne Wolf) и называется «Десятилетие совместной разработки аппаратуры и программ» (A Decade of Hardware/Software Codesign). В статье прослеживается история HSC, начало которой автор относит к началу 90-х годов, когда термин HSC был введен в обиход для описания совокупности проблем проектирования интегральных схем. В это время дело шло к появлению кристаллов, которые могли вместить и центральный процессор, и другие требуемые подсистемы. Возникали два класса проблем. Во-первых, требовались методологии системного проектирования, позволяющие использовать большие, заранее спроектированные центральные процессоры. Во-вторых, требовалось относиться к программному обеспечению как к одному из основных компонентов разработки кристаллов. Одни из первых программных систем, поддерживающих HSC, — Vulcan и Cosyma — были разработаны в Стэндфордском университете и техническом университете города Брауншвейг соответственно. Системы предназначались для поддержки проектирования микропроцессорных систем, включающих, помимо центрального процессора, дополнительную интегральную схему, ориентированную на приложения (ASIC — Application-Specific Integrated Circuit). Ближе к концу 90-х годов направление HSC приобрело зрелость. Был разработан ряд важных алгоритмов, появились программные системы, поддерживающие разработку сложных микропроцессорных архитектур с произвольной топологией внутренних соединений и произвольным комбинированием центральных процессоров и ASIC. В настоящее время HSC становится основным подходом к созданию различных «систем на кристалле», в особенности тех, которые базируются на вентильных матрицах с эксплуатационным программированием (FPGA — Field-Programmable Gate Array). В заключение автор перечисляет ряд открытых проблем, решение которых требуется для дальнейшего развития подхода HSC.

Название следующей статьи — «Metropolis: среда разработки интегрированных электронных систем» (Metropolis: An Integrated Electronic System Design Environment). У статьи шесть авторов, смешанный американо-итальянский коллектив: Фелис Баларин (Felice Balarin), Йосинори Ватанабе (Yosinori Watanabe), Гарри Хси (Harry Hsieh), Лучано Лаваньо (Luciano Lavagno), Клаудио Пассероне (Claudio Passerone), Альберто Санджованни-Винцетелли (Alberto Sangiovanni-Vincentelli). Процесс проектирования компьютерных устройств состоит из последовательности этапов. В настоящее время проектировщики вынуждены использовать наборы несвязанных инструментов; при реализации проекта применяются неформальные методы, включающие множество взаимодействий на естественном языке. Отсутствует гарантия того, что в ходе применения цепочки инструментов не будет утрачена семантика проекта. Потенциально возникающие ошибки трудно распознать и исправить. Разработанная авторами система Metropolis обеспечивает инфраструктуру проектирования, основанную на модели (метамодели) с точной семантикой, достаточно общей для того, чтобы поддерживать существующие вычислительные модели и приспосабливаться к новым моделям. Метамодель может поддерживать не только фиксацию и анализ функциональности, но и описание архитектуры и отображение функциональности на архитектурные элементы. В среде Metropolis возможно использование инструментов верификации, имитационного моделирования и синтеза.

У статьи «Совместное имитационное моделирование и эмуляция многопроцессорых систем на кристалле с использованием SystemC» (SystemC Cosimulation and Emulation of Multiprocessor SoC Designs) тоже шесть авторов, все из Италии: Люка Бенини (Luca Benini), Давид Берточчи (Davide Bertozzi), Давид Бруни (Davide Bruni), Никола Драго (Nicola Drago), Франко Фумми (Franco Fummi), Массимо Пончино (Massimo Poncino). SystemC — это среда имитационного моделирования с применением языков программирования C/C++ для описания аппаратуры. Для спецификации аппаратных блоков и коммуникационных каналов обеспечивается несколько пакетов классов. Программный код системы свободно доступен (www.systemc.org). Поддерживаются два варианта моделирования выполнения программного обеспечения способом, согласованным с оставшейся частью системы. В первом варианте используется имитационное моделирование на микроархитектурном уровне. Второй вариант основан на использовании имитационного моделирования на уровне команд.

Статью «Формальный подход к верификации производительности MpSoC» (A Formal Approach to MpSoC Performance Verification) написали три автора из Германии: Кай Рихтер (Kai Richter), Марек Джерсак (Marek Jersak) и Рольф Эрнст (Rolf Ernst). В многопроцессорных системах на кристалле (MpSoC — Multiprocessor system on Chip) используются сложные сети, на основе которых интегрируются процессорные ядра, специализированные устройства памяти и другие компоненты. Встроенные системы в таких применениях, как бытовая электроника и автомобилестроение, все чаще основываются на использовании MpSoC. Сложные взаимодействия аппаратных и программных компонентов MpSoC могут привести к серьезным просчетам в оценке производительности системы. Основная идея статьи состоит в том, что имитационное моделирование в целях оценки производительности позволяет получить удовлетворительные по качеству средние оценки, но на основе этого подхода трудно, а может быть, и невозможно убедиться в том, что требования к производительности будут удовлетворяться во всех экстремальных случаях. Предлагаемый подход основан на формальном анализе ключевых показателей системы, влияющих на ее производительность в экстремальных случаях. Как кажется, этот подход дополняет, но не отменяет потребность в имитационном моделировании.

Последняя большая статья номера написана Патриком Шаумонтом (Patrick Schaumont), и Ингрид Вербаувхид (Ingrid Verbauwhede). Название статьи — «Ориентированная на предметную область совместная разработка с целью обеспечения безопасности встроенных систем» (Domain-Specific Codesign for Embedded Security). В основе статьи лежат утверждения авторов, что, во-первых, обеспечение безопасности в Internet является абсолютным требованием времени, и, во-вторых, в ближайшем будущем подавляющим большинством Internet-узлов станут встроенные системы. Поэтому при проектировании и разработке встроенных систем необходимо уделять особое внимание их безопасности. Предлагается относиться к безопасности, как одной из предметных областей проектирования и разработки (наряду, например, с областями сетевых взаимодействий и графики). Разработан прототип встроенного приложения ThumpPod (www.ivgroup.ee.ucla.edu/thumppod), обеспечивающего безопасность системы путем комбинирования криптографической архитектуры Java с возможностями криптографического процессора.

Не удержусь от брюзжания. Февральский номер журнала за 2002 год был посвящен высокопроизводительным системам имитационного моделирования. В этом номере присутствовал другой набор авторов, но, по сути, речь шла о том же — как совместить разработку аппаратуры и программного обеспечения. Думаю, что в компьютерной области (наверное, и в других областях человеческой деятельности) ввод в обиход новых «заклинаний», в том числе, и HSC, — часто связан не с практическими потребностями, а с амбициями исследователей и разработчиков. Возникновение нового термина приводит к появлению новых конференций, журналов и т.д. С одной стороны это хорошо, поскольку обеспечивает новые возможности для молодежи, но, с другой стороны, может привести к распылению сил и средств.

В заключение обзора номера замечу, что в рубрике «Книжная полка» наконец-то, появилась рецензия на книгу, которая сразу заинтересовала и меня. Речь идет о книге Ситансу Митры «Настройка и оптимизация производительности баз данных» (Sitansu Mitra, Database Performance Tuning and Optimization, Springer-Verlag, 2002, ISBN 0-387-95393-0, 510 pp., $59.95). Как повелось, производители СУБД не очень (а вернее, ОЧЕНЬ НЕ) любят раскрывать секреты внутреннего устройства собственных систем. Проектировщики и администраторы баз данных работают с «черным ящиком», а инструкции по использованию системы, как правило, не позволяют понять смысл действий, которые можно произвести на основе поддерживаемого системой интерфейса. В книге Митры частично раскрывается внутренний мир СУБД Oracle. Это очень интересно и полезно для всех специалистов, профессионально работающих с любой развитой системой управления базами данных.

Вы прочитаете этот обзор в конце мая. Скоро наступит шестой месяц года, и у вас останется последняя возможность стать членом IEEE Computer Society в 2003 году. Готов вам в этом помогать, Сергей Кузнецов, kuzloc@ispras.ru.

Подписка на новости IT-портала CITForum.ru
(библиотека, CITKIT.ru, CitCity)

Новые публикации:

24 декабря

CITKIT.ru:

  • Новогодние поздравления
  • Сергей Кузнецов. Цикл Операционные системы: Ностальгия по будущему:

  • Алексей Федорчук. OpenSolaris 2008.11 Release

  • Сергей Голубев:

  • Евгений Чайкин aka StraNNik (Блогометки):

    17 декабря

  • С.Д.Кузнецов. Базы данных. Вводный курс

    10 декабря

    CITKIT.ru:

  • OpenSolaris 2008.11 Release

  • Альтернативные ОС: две грустные истории (С.Кузнецов)
  • Nokia N810 — доведение до ума
  • CitCity:

  • Платформа 2009: заоблачные перспективы Microsoft

    4 декабря

  • Лекция С.Д.Кузнецова Понятие модели данных. Обзор разновидностей моделей данных

    CITKIT.ru:

  • OpenSolaris 2008.11 Release. Первые впечатления

  • Linux vs FreeBSD: продолжим "Священные войны"?

  • Nokia N810 as is

  • Индульгенция для FOSS

  • Друзья СПО'2008

    26 ноября

  • Нечеткое сравнение коллекций: семантический и алгоритмический аспекты

    CitCity:

    CITKIT.ru:

  • Глава из книги А.Федорчука
    Сага о FreeBSD:
  • 19 ноября

  • Проблемы экономики производства крупных программных продуктов

  • Язык модификации данных формата XML функциональными методами

    CITKIT.ru:

  • Главы из книги А.Федорчука
    Сага о FreeBSD:

    Заметки к книге:

  • FreeBSD: монтирование сменных устройств и механизм HAL
  • Текстовый редактор ee

    12 ноября

  • Правило пяти минут двадцать лет спустя, и как флэш-память изменяет правила (Гоц Грейф, перевод: Сергей Кузнецов)

    CITKIT.ru:

  • Главы из книги А.Федорчука
    Сага о FreeBSD:
  • OSS в России: взгляд правоведа (В.Житомирский)

  • Новая статья из цикла С.Голубева "Железный марш":

    29 октября

  • О некоторых задачах обратной инженерии

  • Веб-сервисы и Ruby

  • Тестирование web-приложений с помощью Ruby

    CITKIT.ru:

  • Главы из книги А.Федорчука
    Сага о FreeBSD:

  • PuppyRus Linux - беседа с разработчиком (С.Голубев)

  • Сергей Кузнецов. Заметка не про Linux

    22 октября

  • Обзор методов описания встраиваемой аппаратуры и построения инструментария кросс-разработки

    CITKIT.ru:

  • Сергей Кузнецов. Почему я равнодушен к Linux

  • Глава из книги А.Федорчука
    Сага о FreeBSD:
  • Что надо иметь
    3. Базовые познания

    CitCity:

  • Управление IT-инфраструктурой на основе продуктов Microsoft

    15 октября

  • Методы бикластеризации для анализа интернет-данных

    CitCity:

  • Разъемы на ноутбуках: что они дают и зачем их так много?
  • AMD Puma и Intel Centrino 2: кто лучше?

    CITKIT.ru:

  • Новый цикл статей С.Голубева
    Железный марш:

  • Главы из книги А.Федорчука
    Сага о FreeBSD:

    8 октября

  • Автоматизация тестирования web-приложений, основанных на скриптовых языках
  • Опыт применения технологии Azov для тестирования библиотеки Qt3

    Обзоры журнала Computer:

  • SOA с гарантией качества
  • Пикоджоуль ватт бережет
  • ICT и всемирное развитие

    CitCity:

  • Пиррова победа корпорации Microsoft

    CITKIT.ru:

  • Главы из книги А.Федорчука
    Сага о FreeBSD:

    Статья из архива:

  • Я живу в FreeBSD (Вадим Колонцов)

    Новые Блогометки:

  • Перекройка шаблона Blogger или N шагов к настоящему
  • Blogger. Comment style
  • Screenie или глянцевый снимок экрана

    2 октября

    CITKIT.ru:

  • Сага о FreeBSD (А. Федорчук)

    Zenwalk: пакет недели

  • Банинг — интеллектуальное развлечение (С.Голубев)

    CitCity:

    25 сентября

  • Клермонтский отчет об исследованиях в области баз данных

    CITKIT.ru:

  • Пользователям просьба не беспокоиться... (В.Попов)

  • Снова про ZFS: диск хорошо, а два лучше
  • Командная оболочка tcsh (А.Федорчук)

    Zenwalk: пакет недели

    17 сентября

  • T2C: технология автоматизированной разработки тестов базовой функциональности программных интерфейсов
  • Технология Azov автоматизации массового создания тестов работоспособности

    CITKIT.ru:

  • FreeBSD: ZFS vs UFS, и обе-две — против всех (А.Федорчук)

    Zenwalk: пакет недели

  • Дачнет — практика без теории (С.Голубев)

    10 сентября

  • За чем следить и чем управлять при работе приложений с Oracle
  • Планировщик заданий в Oracle
    (В.Пржиялковский)

    CITKIT.ru:

  • Microsoft: ответный "боян" (С.Голубев)

  • Причуды симбиоза, или снова "сделай сам" (В.Попов)

  • Файловые системы современного Linux'а: последнее тестирование
  • Zsh. Введение и обзор возможностей
    (А.Федорчук)

    Описания пакетов Zenwalk: Zsh, Thunar, Thunar-bulk-rename, Xfce4-places-plugin, Xfce4-fsguard-plugin

    Блогометки:

  • Google Chrome
  • Лончер для ASUS Eee PC 701

    3 сентября

    CITKIT.ru:

  • Заметки о ядре (А.Федорчук):

    Добавлены описания пакетов Zenwalk: Galculator, Screenshot, Gnumeric, Pidgin

    В дискуссинном клубе:

  • И еще о Википедии и Google Knol

  • Лекция для начинающего линуксоида (С.Голубев)

    26 августа

  • Транзакционная память (Пересказ: С. Кузнецов)

    CITKIT.ru:

  • Открыт новый проект Zenwalk: пакет недели

  • Статья Текстовые процессоры и их быстродействие: конец еще одной легенды?

    21 августа

    CITKIT.ru:

  • Почему школам следует использовать только свободные программы (Ричард Столлман)
  • Беседа Сергея Голубева с учителем В.В.Михайловым

  • Википедия или Гуглезнание? Приглашение к обсуждению (Алексей Федорчук)
  • Народная энциклопедия от Google (StraNNik)

  • Обзор Mandriva 2009.0 Beta 1 Thornicrofti
  • Новичок в Линукс: Оптимизируем Mandriva 2008.1

  • Книга Zenwalk. Приобщение к Linux:

    13 августа

    CitCity:

  • Мирный Atom на службе человеку. Обзор платы Intel D945GCLF с интегрированным процессором
  • Обзор процессоров Intel Atom 230 на ядре Diamondville

  • iPhone - год спустя. Скоро и в России?

    CITKIT.ru:

  • Интермедия 3.4. GRUB: установка и настройка (из книги Zenwalk. Приобщение к Linux)

    6 августа

  • СУБД с хранением данных по столбцами и по строкам: насколько они отличаются в действительности? (Пересказ: С. Кузнецов)

    CITKIT.ru:

  • Интермедия 2.2. Что неплохо знать для начала (из книги Zenwalk. Приобщение к Linux)

  • И снова про шрифты в Иксах (А.Федорчук)

  • 20 самых быстрых и простых оконных менеджеров для Linux

  • Дело о трех миллиардах (С.Голубев)

    30 июля

  • OLTP в Зазеркалье (Пересказ: С. Кузнецов)

    CitCity:

  • Будущее BI в облаках?
  • Тиражные приложения и заказная разработка. Преимущества для заказчика
  • Дискуссия со сторонниками заказной разработки

    CITKIT.ru:

  • Новые главы книги Zenwalk. Приобщение к Linux:
  • Глава 8. Пакеты: средства установки, системы управления, системы построения
  • Глава 9. Zenwalk: репозитории, пакеты, методы установки

    23 июля

    CITKIT.ru:

  • Все против всех. 64 vs 32, Intel vs AMD, tmpfs vs ext3
  • Две головы от Intel

  • Zenwalk: обзор штатных приложений (глава из книги "Zenwalk. Приобщение к Linux")

  • Нормально, Григорий...

    16 июля

    Обзоры журнала Computer:

  • Перспективы и проблемы программной инженерии в XXI веке
  • Большие хлопоты с большими объемами данных
  • Перспективы наноэлектроники

    CITKIT.ru:

  • Интермедия о лицензиях (А.Федорчук. "Zenwalk. Приобщение к Linux")

  • Есть ли будущее у KDE?

  • Linux в школе: альтернативный вариант в задачах

  • Шифр (приключения агента Никодима)

    10 июля

    CITKIT.ru:

  • Новые разделы книги А. Федорчука Zenwalk. Приобщение к Linux:
  • Интермедия вступительная. Linux или GNU/Linux? Как вас теперь называть?
  • Глава 5. Среда Xfce
  • Глава 6. Xfce: приложения и плагины

  • ZUR (Zenwalk User Repository) FAQ

    2 июля

  • Персистентность данных в объектно-ориентированных приложениях (С. Кузнецов)

    CITKIT.ru:

  • Новые разделы книги А. Федорчука Zenwalk. Приобщение к Linux:
  • Интермедия 1.2. Дорога к Zenwalk'у. Период бури и натиска
  • Интермедия 3.3. Немного о Linux'е и "железе"
  • Глава 4. Настройка: инструментами и руками
  • Интермедия 4.1. Zenpanel и конфиги: поиски корреляции

  • Интервью с Жан-Филиппом Гийоменом, создателем дистрибутива Zenwalk

  • Linux в школе: первые итоги (С. Голубев)

    25 июня

    CITKIT.ru:

  • Zenwalk. Приобщение к Linux (А. Федорчук)

  • Логика и риторика (С.Голубев)

  • Технология Tru64 AdvFS

  • Ханс Райзер предлагает отвести полицейских к телу Нины

    18 июня

  • Проекты по управлению данными в Google (Пересказ: С. Кузнецов)

    CITKIT.ru:

  • ОС и поддержка "железа": мифы и реальность (А. Федорчук)

  • Linux в школе: другие дистрибутивы

  • Пинок (С. Голубев)

    4 июня

  • Ландшафт области управления данными: аналитический обзор (С. Кузнецов)

    CITKIT.ru:

  • Linux в школе: слово заинтересованным лицам

  • SlackBuild: пакеты своими руками

  • Linux от компании Novell. Установка и обзор openSUSE Linux

    Все публикации >>>




  • IT-консалтинг Software Engineering Программирование СУБД Безопасность Internet Сети Операционные системы Hardware

    Информация для рекламодателей Пресс-релизы — pr@citcity.ru
    Послать комментарий
    Информация для авторов
    Rambler's Top100 This Web server launched on February 24, 1997
    Copyright © 1997-2017 CIT, © 2001-2017 CIT Forum
    Внимание! Любой из материалов, опубликованных на этом сервере, не может быть воспроизведен в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения владельцев авторских прав. Подробнее...