Orientadores: Norian Marranghello / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T00:21:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_WagnerLuizAlvesde_D.pdf: 11239313 bytes, checksum: 6656f5270142e68410f7ed92ce02dc2d (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: O projeto de sistemas digitais alcançou um elevado grau de complexidade, inviabilizando sua consecução sem o uso de ferramentas de CAD. O ponto de partida de tais ferramentas consiste numa visão conceitual do sistema pretendido (dada por um ou mais modelos conceituais), a qual é capturada para tratamento computacional por uma ou mais linguagens de especificação. Várias dessas linguagens foram desenvolvidas visando capturar tantas características de hardware e de software quanto possível, de acordo com diferentes metodologias de projeto. Rede de Petri é uma classe de modelos conceituais utilizada na modelagem de diversos tipos de sistemas computacionais paralelos. Algumas extensões de rede de Petri foram propostas visando à descrição, de forma tão acurada quanto possível, de características de sistemas digitais. Entretanto, somente duas destas extensões possuem um número maior de características necessárias à descrição integral de tais sistemas. O presente trabalho apresenta uma extensão de rede de Petri desenvolvida para superar as limitações das demais extensões na representação de sistemas digitais. O trabalho apresenta, também, uma metodologia de coprojeto hardware/software na qual a extensão proposta pode ser usada como linguagem de modelagem interna. Tal plataforma visa a descrição, simulação, análise, validação e síntese em alto nível de sistemas digitais embutidos / Abstract: Digital system design has reached a high degree of complexity that prevents its realization without CAD tools. The starting point of such tools consists on a conceptual view of the intended system (given by one or more conceptual models), which is captured for computational handling by one or more specification languages. Several of such languages were developed aiming to capture as many hardware and software characteristics as possible, according to different design methodologies. Petri net is a class of conceptual models for parallel system modeling. Some Petri net extensions have been proposed aiming at describing digital systems characteristics as accurately as possible. However, only two of them have nearly all features needed to describe such systems in full. This work presents a Petri net extension developed to overcome the restrictions for digital system modeling through Petri net extensions. A hardware/software codesign methodology in which the proposed extension can be used as the internal modeling language is presented as well. Such a framework aims embedded digital system description, simulation, analysis, validation, and high-level synthesis / Doutorado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Alexandre César Rodrigues da Silva / Banca: Dalva Maria de Oliveira Villarreal / Banca: Mauro Conti Pereira / Resumo: Neste trabalho, apresenta-se o desenvolvimento e a avaliação de duas ferramentas que auxiliam projetos de circuitos eletrônicos, sejam eles projetos de sistemas digitais ou de sistemas mistos (sinais digitais e sinais analógicos). A partir de um diagrama de transição de estados, modelado em ambiente Stateflow®, a primeira ferramenta, denominada SF2HDL, realiza a extração de linguagens de descrição de hardware, podendo ser VHDL ou Verilog HDL. Sendo ainda capaz de extrair uma tabela de transição de estados padronizada, que, posteriormente, foi utilizada como entrada pelo programa TABELA, o qual realiza a minimização do sistema digital. A máquina de estados finitos, alvo da tradução, pode ser descrita tanto pelo modelo de Mealy como pelo modelo de Moore. Como estudos de caso, foram utilizados quatro códigos de linhas empregados em sistemas de telecomunicações. A segunda ferramenta é um aperfeiçoamento de uma ferramenta já existente, denominada MS2SV, empregada na síntese de sistemas mistos. O MS2SV é capaz de gerar uma descrição em VHDL-AMS estrutural, a partir de um modelo descrito em alto nível de abstração no ambiente Simulink®. Toda a estrutura de projeto necessária para a simulação e análise do sistema no ambiente SystemVision™, também é gerado pelo MS2SV. Foram utilizados quatro modelos de conversor de dados do tipo DAC (Digital to Analog Conversor), para avaliar o desempenho da ferramenta. Nesse contexto, as duas ferramentas permitem maior flexibilidade ao projetista, traduzindo descrições em níveis de abstração diferentes, o que permite uma análise mais detalhada do funcionamento do sistema e facilitando a sua implementação física / Abstract: In this work, it's shown the development and evaluation of two tools to aid in electronic circuits projects, be them digital systems projects or for mixed systems (digital and analogical signs). From a states transition diagram modeled in Stateflow® environment, the first tool, named SF2HDL, performs the extraction of hardware description languages, which could be VHDL or Verilog HDL. It is also capable of extracting states transition table standardized, which later was used as a TABELA program, which accomplishes the minimization of the digital system. The target finite state machine of the translated can be described by the Mealy model as much as the Moore model. As case studies were used four code lines employed in telecommunications systems. The second tool is an improvement of an already existent tool, known as MS2SV, used in the synthesis of mixed systems. The MS2SV is able to generate a description in structural VHDL-AMS, from a model described in high level of abstraction in the Simulink® environment. The whole project structure necessary for the simulation and analysis of the system by the SystemVision™ environment is also generated by MS2SV. Four DAC (Digital to Analog Converter) were used to evaluate the tool is performance. In that context, both tools allow a greater flexibility to the planner, translating descriptions in different abstraction levels, which allows a more detailed analysis of the systems behavior and making its physical implementation easier / Mestre

Orientador: Rodolfo Jardim de Azevedo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-17T02:11:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Goto_SamuelShojiFukujima_M.pdf: 4578638 bytes, checksum: c8297ac26a037d8b90ccb1c1ad3d6c43 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Desde sua popularização, processadores dobraram de capacidade e desempenho à cada dois anos. No entanto, paralelamente, essa tendência foi apenas sustentada pelo crescimento da sofisticação das implementações utilizadas. Atualmente, apesar de eficientes, processadores são complexos e difíceis de projetar. Para gerenciar esse problema, foram criadas linguagens chamadas ADLs que simplificam a especificação e simulação em níveis mais abstratos, enquanto HDLs ainda são utilizadas para a descrição RTL. Esse trabalho unifica o fluxo de especificação e simulação de processadores com o fluxo de implementação RTL a partir da mesma linguagem ADL. Para isso, escolhemos uma linguagem de descrição de arquitetura chamada ArchC. Sintetizamos com sucesso parte de processadores descritos em ArchC, como o PIC16F84, o I8051, o MIPS-I, o R3000 e uma JVM. Subconjuntos dos processadores foram prototipados em FPGA, com frequências de operação entre 80MHZ à 120MHZ projetados duas a três vezes mais rapidamente do que os desenvolvidos com HDLs. Mostramos que ArchC é sintetizável, completando o fluxo de projeto da linguagem até o nível RTL. Criamos as ferramentas necessárias e fornecemos modelos RTL dos processadores citados / Abstract: The design and implementation of processors is a complex task. Architecture Description Languages (ADLs) were created to extend existing HDLs to manage the inherit complexity of modern processors. Along with HDLs, they ease the development and prototyping of new architectures by providing a set of tools and algorithms to optimize and automate some of the tedious parts. However, while much has been done on using ADLs for simulating high level specifications, the academia knows very little about how to reuse them to implement real life processors. This work addresses the issues of synthesizing processors from an ADL model. To accomplish that, we chose an ADL called ArchC and we successfully synthesized pieces of its most stable models, like the PIC16F84, the i8051, the MIPS-I, the R3000 and a JVM. The processors were prototyped in FPGAs, with frequencies of operation as fast as 80MHZ to 120MHZ developed two to tree times faster compared to current approaches. We show that ArchC is in fact synthesizable, completing the design flow down to the RTL level. We provide all the necessary tools that were created to synthesize the models as well as the RTL models themselves / Mestrado / Arquitetura de Computadores / Mestre em Ciência da Computação