Теоретические и методологические основы высокоуровневого проектирования встраиваемых вычислительных систем тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.12, доктор технических наук Платунов, Алексей Евгеньевич

• Платунов, Алексей Евгеньевич
• доктор технических наук
• 2010

Оглавление диссертации доктор технических наук Платунов, Алексей Евгеньевич

ОГЛАВЛЕНИЕ.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ПРОБЛЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВСТРАИВАЕМЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ.

1.1. Встраиваемые вычислительные системы.

1.1.1. Понятие встраиваемой вычислительной системы.

1.1.2. Проектирование программно-реализованных встраиваемых систем

1.1.3. Встроенное программное обеспечение.33 |

1.1.4. Классификация встраиваемых систем.

1.2. Состояние и перспективы высокоуровневого проектирования ВсС.

1.2.1. Проектирование заказных микропроцессорных систем.

1.2.2. Методики проектирования встраиваемых систем.

1.2.3. Языки описания архитектуры встраиваемых систем.

1.3. Предпосылки повышения уровня абстракции в методиках проектирования встраиваемых систем.

1.3.1. Кризис методик проектирования встраиваемых систем.

1.3.2. Перспективы развития методик проектирования встраиваемых систем.

1.4. Выводы.

1.5. Постановка задачи.

2. АРХИТЕКТУРНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВСТРАИВАЕМЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ.

2.1. Система архитектурных абстракций ВсС.

2.1.1. Архитектурное проектирование и группы архитектурных абстракций.

2.1.2. Вычислительные и невычислителъные абстракции.

2.1.3. Элементы архитектурного проектирования.

2.1.4. Проектное пространство ВсС и фазы организации вычислительного процесса «Design-Time /Run-Time».

2.2. Проектирование архитектуры ВсС.

2.2.1. Архитектурная платформа и критерии проектирования архитектуры.

2.2.2. Шаблоны процессов проектирования ВсС.

2.2.3. Реализация архитектурных моделей встраиваемых систем.

2.2.4. Проектирование микроархитектуры ВсС.

2.2.5. Роль моделирования в архитектурном проектировании ВсС.

2.3. Аспектная модель процесса проектирования ВсС.

2.3.1. Аспектный подход к проектированию ВсС.

2.3.2. Аспектное пространство процесса проектирования и целевой системы.

2.3.3. Архитектура ВсС, архитектурные агрегаты. Классификация архитектурных моделей.

2.3.4. Методы и средства аспектного анализа.

2.3.5. Аспектная классификация ВсС.

2.4. Выводы.

3. МОДЕЛИ ВЫЧИСЛЕНИЙ ВСТРАИВАЕМЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ.

3.1. Архитектурная абстракция «модель вычислений» в проектировании ВсС

3.1.1. Поведенческий аспект архитектурной модели.

3.1.2. Понятие «модель вычислений» в проектировании встраиваемых систем.

3.1.3. Совместимость и синхронизация в моделях вычислений.

3.1.4. Базовые модели вычислений встраиваемых систем.

3.2. Средства моделирования вычислительных процессов встраиваемых систем.

3.2.1. Способы описания распределенных ВсС.

3.2.2. Симуляция моделей вычислений.

3.2.3. Инструментальный комплекс моделирования вычислительных процессов Ptolemy II.

3.3. Объектно-событийнаямодель вычислений распределенных ВсС.

3.3.1. Общие положения объектно-событийной модели.

3.3.2. Элементы объектно-событийной модели.

3.3.3. Расчет временных характеристик объектно-событийной модели

3.3.4. Расширение ОСМВ на основе денотативного описания.

3.4. Выводы.

4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВСТРАИВАЕМЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ.

4.1. Анализ технических решений уровня реализации ВсС.

4.1.1. Пример подсистемы визуализации аналитического прибора.

4.1.2. Пример проектирования драйвера периферийного интерфейса.

4.1.3. Проектирование специализированных вычислителей системы железнодорожной автоматики «Тракт».

4.2. Принцип актуализации вычислительного процесса в проектировании ВсС.

4.2.1. Модель актуализации вычислительного процесса.

4.2.2. Фазы актуализации вычислительного процесса ВсС.

4.3. Прототип САПР на базе ОСМВ.

4.3.1. Микроархитектура вычислителя NL3.

4.3.2. Модели и параметры DPU.

4.3.3. Автоматизированная система прикладного пользовательского программирования NL3.

4.3.4. Средства прикладного пользовательского программирования вычислителей NL1 и NL2.

4.4. Инструментальный аспект проектирования ВсС.

4.4.1. Инструментальный аспект архитектурной модели ВсС.

4.4.2. Инструментальный комплекс вложенной отладки распределенных ВсС.

4.4.3. Динамические инструментальные компоненты.

4.4.4. Инструментальный комплекс МЗР.

4.5. Оценка опыта проектирования ВсС коллектива НПФ «ЛМТ».

4.6. Выводы.

5. ПОДГОТОВКА СПЕЦИАЛИСТА-РАЗРАБОТЧИКА ВСТРАИВАЕМЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ.

5.1. Состояние и тенденции в подготовке специалистов по проектированию ВсС.

5.1.1. Модель знаний выпускника вуза — специалиста по вычислительной технике.

5.1.2. Проектирование «от зон компетенции».

5.1.3. Программы подготовки специалистов в области выичслительной техники.

5.2. Модернизация программы профильной подготовки разработчиков ВсС

5.2.1. Внедрение методов и средств архитектурного проектирования встраиваемых систем в процесс подготовки специалистов и практическую деятельность производственных коллективов.

5.2.2. Проблемы и предложения в области модернизации программы профильной подготовки разработчиков ВсС.

5.3. Практика подготовки специалистов — разработчиков ВсС.

5.3.1. Реализаг(ия инновационной образовательной программы.

5.3.2. Аппаратно-программная платформа SDK для подготовки специалистов по проектированию встраиваемых систем.

5.4. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Теоретические и методологические основы высокоуровневого проектирования встраиваемых вычислительных систем»

Ответ на вопрос о том, закончила ли вычислительная техника свое развитие, будет зависеть главным образом от нашей смелости и фантазии.

Эдгар Дейкстра

Остин, Техас, 19 ноября 2000 года

Актуальность темы. Стремительный рост потребности во встраиваемых вычислительных системах (ВсС) различного назначения заставляет разработчиков активно совершенствовать методы и средства проектирования. Встраиваемые (или встроенные) системы и сети (embedded systems & networks) можно определить как специализированные (заказные) микропроцессорные системы, непосредственно взаимодействующие с объектом контроля или управления и объединенные с ним конструктивно.

Активно растет доля ВсС со сложной внутренней организацией, которая проявляется в таких особенностях, как многопроцессорная гетерогенная архитектура, распределенный характер вычислений, широкий диапазон потенциально доступных разработчику вычислительных ресурсов. Большинство сегодняшних ВсС составляют распределенные информационно-управляющие системы (РИУС), в которых доля технических решений, характерных для иных классов вычислительных систем (ВС), не является доминирующей. Это позволяет сделать вывод об актуальности поиска и развития всего многообразия технических решений в области ВсС (а не только ограниченного их числа в рамках ряда канонических аппаратно-программных платформ), а также методов и средств Pix проектирования.

Процесс создания ВсС характеризуется высокой сложностью. Это определяется сочетанием таких условий проектирования, как нестандартность задачи, требование технической оптимальности решений

10 модель ограниченных вычислительных ресурсов), минимальные временные и финансовые бюджеты разработки, присутствие большого числа дополнительных требований' и ограничений (надежность, ограничения реального времени, тяжелые условия эксплуатации и многое другое).

Ключевой особенностью создания ВсС следует считать необходимость комплексного проектирования, охватывающего практически все уровни организации ВС. Однако сегодня в достаточной степени формализованы и автоматизированы лишь конечные и часть средних этапов маршрутов проектирования.

Таким образом, первоочередное значение приобретает развитие методов и средств высокоуровневого (архитектурного, HLD - High Level Design) проектирования ВсС, где центральное место занимает формирование цельного взгляда на организацию всех фаз вычислительного процесса, как собственно на цель проектирования.

Активные работы в данном направлении проводят отечественные коллективы под руководством А.Н. Терехова, В.В. Топоркова, А.К. Кима, специалисты ИСП РАН, ТОМИ им. В.А.Стеклова, СПбГУ ИТМО. Из зарубежных специалистов в первую очередь следует отметить работы А. Санджованни-Винсентелли, Е. Ли, А. Феррари, Г. Мартина, Г. Axa, А. Джеррайи.

Создание четкой системы понятий архитектурного уровня позволит разработчику ВсС эффективно работать не на уровне примеров реализаций, а на уровне принципов организации ВС/вычислительного процесса. Важнейшей задачей является создание системы архитектурных абстракций, в которых не противопоставляются аппаратная и программная составляющие ВС, но при этом охватываются все уровни технических решений.

Практическая польза от подобной формализованной системы понятий состоит в возможности развития на ее основе общей теории и методологии проектирования ВсС, создания эффективных методик и САПР архитектурного и сквозного проектирования ВсС.

Следует признать, что в подавляющем большинстве коллективов проектировщиков ВсС сегодня недостаточно высоко оценивается роль и трудоемкость этапов высокоуровневого проектирования, отсутствует адекватный технический язык для общения на этом уровне. Они оперируют лишь конкретными реализациями вычислительных механизмов (то есть «ассемблерными кодами», в которых трудно или невозможно проследить концептуальные моменты и решения). Мери Шоу в статье «Мы можем обучать информатике лучше» пишет: «Давайте организуем наши курсы вокруг идей, а не вокруг артефактов. Это сделает наши цели более ясными как для студентов, так и для преподавателей. Машиностроительные институты не преподают проектирование бойлера, они преподают термодинамику. В то же время, как минимум два из основных курсов по информатике «Создание компиляторов» и «Операционные системы» являются артефактными динозаврами программирования». [157]. С момента опубликования статьи ситуация кардинально не поменялась.

Система вычислительных архитектурных абстракций может привнести эффективный язык общения в область проектирования ВсС, повысить «прозрачность» разработок, резко ускорить развитие вычислительных архитектур. Однако для этого необходимы усилия не только со стороны действующих разработчиков вычислительной техники, но и поддержка высшей школы в части модернизации учебного процесса на профильных кафедрах университетов.

Целью работы является создание методологической и теоретической базы высокоуровневого автоматизированного проектирования встраиваемых вычислительных систем, основывающейся на системе архитектурных вычислительных абстракций. Это обеспечит развитие методов и средств архитектурно - структурного проектирования в комплексе с формированием сценариев и инфраструктуры процесса проектирования.

Задачи исследований. Для достижения указанной цели в работе ставились и решались следующие задачи.

1. Постановка проблемы фрагментарности методов и средств высокоуровневых этапов проектирования для ВсС, критичных к качеству архитектурных решений. Поиск возможностей повышения качества проектирования ВсС и обоснование необходимости использования вычислительных архитектурных абстракций как основного инструмента повышения эффективности процесса проектирования.

2. Разработка системы абстракций, которая на этапе архитектурного проектирования адекватно отражает вычислительные и невычислительные аспекты ВсС, учитывает сценарий и инфраструктуру процесса проектирования. Формирование в рамках аспектной модели' проектирования ВсС критериев надежности и качества проектирования архитектуры ВсС.

3. Разработка методики высокоуровневого проектирования ВсС, в том числе:

• разработка метода поиска архитектурных решений ВсС, обеспечивающего эффективный анализ и синтез вариантов организации вычислительного процесса ВсС;

• разработка метода создания корректного и детального архитектурного представления ВсС, выступающего в качестве исходных спецификаций для этапа реализации проекта;

• развитие моделей вычислений распределенных ВсС;

4. Разработка методики формирования инструментальной инфраструктуры проекта ВсС на основе декомпозиции вычислительного процесса по фазам проектирование / конфигурирование / исполнение жизненного цикла ВсС.

5. Создание методических основ внедрения технологий и средств высокоуровневого проектирования ВсС на базе вычислительных архитектурных абстракций и аспектной модели в научно-производственных коллективах и профильных высших учебных заведениях.

Методы исследования. Теоретические и практические исследования базируются на комплексном использовании положений линейной алгебры, теории вероятностей, теории множеств, формальной и темпоральной логики, теории конечных автоматов, теории графов, теории взаимодействия открытых систем, методов системного и функционального анализа, функционального и объектно-ориентированного программирования и проектирования, имитационного моделирования, структурно-функционального описания аппаратуры.

Научная новизна работы- состоит в теоретическом- обобщении и решении научной проблемы, имеющей важное народнохозяйственное значение в области автоматизации проектирования встраиваемых вычислительных систем. В результате исследований автором получены следующие основные научные результаты:

1. Предложены оригинальные базовые определения ВсС и платформ, классификация ВсС, постановка задач проектирования в области ВсС на основе системы архитектурных абстракций.

2. Разработана оригинальная система вычислительных абстракций архитектурного уровня, определяющая стратегию и маршрут процесса проектирования ВсС.

3. Разработана аспектная методика проектирования ВсС, базирующаяся на созданной системе архитектурных абстракций и введенных понятиях инфраструктуры проекта и инфраструктуры создаваемой целевой системы. Разработаны методы поиска архитектурных решений ВсС и методы представления архитектуры ВсС для этапа реализации в рамках аспектной методики.

4. На основе исследования критически, важных аспектов проектирования в рамках предложенной модели введено понятие единого проектного пространства архитектуры ВсС, включающее наряду с другими такие важнейшие координаты как реконфигурируемость, совокупность фаз организации вычислительного процесса (включая проектирование, конфигурирование и исполнение), распределение инструментальных компонент. На этой основе созданы методы организации вычислительного процесса ВсС и формирования инструментальной инфраструктуры, в том числе, для распределенных встраиваемых систем.

5. Предложены и исследованы новые модели вычислений, составляющие класс объектно-событийных моделей. Они обеспечивают эффективное представление информационной и управляющей компонент, в первую очередь, распределенных ВсС на этапах архитектурного, структурного, логического проектирования.

6. Разработана типовая инструментальная цепочка проектирования ВсС на базе средств объектно-событийного моделирования разрабатываемой системы. В рамках инструментального аспекта ВсС предложен принцип совместного проектирования инструментальной и целевой системы.

Основные защищаемые положения диссертационной работы включают:

1. Принцип использования архитектурных абстракций в проектировании ВсС и систему абстракций, важнейшие из которых: аспект проектирования, архитектурная платформа, архитектурный агрегат, вычислительный механизм.

2. Перечень критически важных аспектов проектирования ВсС в рамках аспектной модели вычислительной архитектуры.

3. Аспектную методику проектирования ВсС, в рамках которой введено понятие архитектурной модели ВсС с абстрактным, виртуальным, реализуемым уровнями ее конкретизации.

4. Понятие единого проектного пространства архитектуры ВсС и концепцию, организации вычислительного процесса ВсС на фазах проектирования, конфигурирования и исполнения как единого процесса проектирования вычислительной системы с явным формированием и выбором' общей архитектуры. В рамках данного подхода проектируются (выбираются) в комплексе такие компоненты ВсС, как макроархитектура, множество микроархитектур, инструментарий, системное программное обеспечение и другие, которые традиционно разделяются разработчиками на изолированные (в контексте принятия концептуальных, архитектурных решений) части.

5. Принцип совместного проектирования целевой ВсС и ее инструментальной инфраструктуры, инструментальная модель ВсС.

6. Состав учебных модулей и базовые принципы подачи, учебного материала для подготовки специалиста в области высокоуровневого проектирования сложных ВсС.

Практическая ценность. Полученные результаты повышают надежность и качество ключевых принимаемых проектных решений при создании ВсС за счет расширения пространства поиска архитектурных решений, нового механизма их анализа, большей прозрачности процесса проектирования в целом.

Разработчик получает инструмент комплексного представления продуктов этапа высокоуровневого проектирования ВсС, что обеспечивает высокую степень их повторного использования и эффективный контроль фазы реализации проекта.

В значительной степени решается проблема семантического разрыва областей компетенции специалистов по проектированию аппаратной и программной составляющих ВсС на основе понятия вычислительного механизма и определения встроенного программного обеспечения как совокупности компонент конфигурирования/программирования на всех этапах организации вычислительного процесса ВсС.

Конкретные рекомендации и разработанные инструментальные средства обеспечивают внедрение предлагаемой автором парадигмы проектирования ВсС в научно-производственных коллективах и в учебный процесс профильных высших учебных заведений.

Кроме того, в результате исследования разработано и опробовано значительное число новых технических решений (вычислительных механизмов) в части аппаратно-программной реализации ВсС, зафиксированных в виде вычислительных платформ, которые ориентированы на повторное использование.

1. Реализация результатов работы. Теоретические и практические результаты, полученные в диссертационной работе, использованы в научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах, проводимых в СПбГУ ИТМО [15, 34] и в научно-производственной фирме «ЛМТ» [36], научным руководителем или ответственным исполнителем которых является автор. Часть из них перечислена ниже:

• «Разработка способов формального представления проектной информации для технологии сквозного проектирования встроенных вычислительных систем» (СПбГУ ИТМО, 2003-2007 гг.);

• Серия работ по созданию микропроцессорных систем прецизионного управления в составе нанотехнологических комплексов (ЗАО «НТ МДТ», в рамках ОКР «Разработка и освоение производства приборов и оборудования для нанотехнологии», 2003-2006 гг.);

• «Разработка шлюзов контроллерных сетей серии (ОАО «Приборный завод «Тензор», 2004 г.);

• «Разработка программируемых блоков ТБК сбора информации и управления в составе лабораторных теплофизических измерительных комплексов» (СПбГУНиПТ, 2004 г.);

• «Разработка предложений в комплексную программу создания Интеллектуальной' транспортной системы в Санкт-Петербурге по направлению «Комплекс информационно-вычислительных средств ИТС Санкт-Петербурга» (ЗАО «НИПИ ТРТИ», 2005 г., в соответствии с «Концепцией создания ИТС в Санкт-Петербурге на 2005-2008 гг.»);

• Серия ОКР по созданию цифровых электронных модулей аналитико-технологических приборов по направлению «Разработка учебно-научной лаборатории для нанодиагностики и нанотехнологий на базе сканирующей зондовой микроскопии, спектроскопии и литографии» (ООО «НТ-СПб», 2006-2007 гг.);

• «Разработка архитектуры и методики проектирования аппаратных и программных средств систем на кристалле, комбинирующих различные типы ядер и способы обработки информации» (СПбГУ ИТМО, 2009-2010 гг.).

Результатами НИОКР являются специализированные вычислительные платформы и комплексы технических средств, на основе которых серийно выпускается большое число прикладных систем и приборов- (приложение 6.6). Среди них системы распределенной автоматики для железнодорожного (КТС «Тракт», КТС «Бриз») и судового (КТС АР3000) транспорта, для задач энергетики и ЖКХ (СУНО «Луч2», СУМЭ «ЛучЗ», АСКУЭ «Луч-ТС»); семейство прецизионных теплофизических приборов ИТС с уникальными контроллерами ТЕК нескольких версий. Производятся и развиваются семейства зондовых сканирующих микроскопов «НаноЭдьюкатор» (платформа ЫС5091) и «МиниЛаб» (платформа МЬ).

Результаты работы использованы в учебных лекционных курсах, которые читались автором в СПбГУ ИТМО, в МИПК СПб ГИТМО (ТУ) и в ряде других организаций на протяжении более чем 30 лет. Автором создано четыре поколения учебно-лабораторного микропроцессорного оборудования, которое обеспечивает курсы по организации, проектированию и применению

ВС общего назначения и ВсС. Сегодня семейство учебных контроллеров SDK используется более чем в 45 университетах РФ и Республики Беларусь по информатике, вычислительной технике и смежным специальностям.

Под руководством автора в рамках «Инновационной образовательной программы СПбГУ ИТМО» (Приоритетный национальный проект «Образование», 2007 — 2008гг.) создано и успешно развивается новое направление магистерской подготовки «Встроенные вычислительные системы», которое включает две специализации: 230100.68.31 «Проектирование встроенных вычислительных систем» и 230100.68.32 «Системотехника интегральных вычислителей. Системы на кристалле». В 4 рамках направления в соответствии с программой развития СПбГУ ИТМО как, Национального исследовательского университета создана магистерская программа «Сетевые встроенные системы».

Развитием данной работы являются 7 успешно защищенных кандидатских диссертаций, выполненных аспирантами под руководством автора. Практическое использование результатов диссертационной работы подтверждено соответствующими документами о внедрении (приложение 6.7).

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались в 1979 — 2010 годах на следующих Всесоюзных, Всероссийских, Международных, региональных и отраслевых конференциях, семинарах и совещаниях: II Всесоюзном семинаре «Синтез управляющих устройств на основе микропроцессоров и однородных сред» (Рязань, 1979), Республиканском семинаре «Специализированные микропроцессорные системы» (Челябинск, 1981), межотраслевом семинаре «Применение микропроцессорного комплекта БИС К584 в разработке радиоэлектронной аппаратуры» (Минск, 1983), семинаре Рабочей группы по технологии программирования ГКНТ СМ СССР «Технология программирования микропроцессорной техники» (Брест, 1984), Всероссийской конференции

Микропроцессорные системы» (Челябинск, 1984), Всесоюзной конференции «ДИАЛОГ-84-МИКРО» (Ленинград, 1984), Координационном, совещании по межвузовской целевой комплексной программе «Микропроцессоры и микроЭВМ» (Фрунзе, 1985), II Международной конференции «Информационные технологии на железнодорожном транспорте» (СПб., 1997), I Всероссийской конференции «Компьютерные технологии в науке, проектировании, производстве» (Н.Новгород, 1999), VII Международной конференции «Региональная информатика 2000» (СПб., 2000), I Всероссийской конференции «Разработка электроники на заказ» (СПб., 2005), VII Всероссийской научно-практической конференции «Энергоэффективность систем жизнеобеспечения города» (Красноярск, 2006), Третьей международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» (СПб., 2007), I и II Санкт-Петербургском конгрессе «Профессиональное образование, наука, инновации в XXI веке» (СПб., 2007, 2009), Международной конференции «Information and communication technologies in the 7 Framework Program of the EU. Russia — EU Coopération» (Москва, 2008), Международной конференции «ICINCO - Networked embedded and control system technologies: European and Russian R&D coopération» (Милан, 2009), Международной конференции «CIV EL-2009» (Москва, 2009), научной и учебно-методической конференции СПб ГИТМО (ТУ) - СПбГУ ИТМО (СПб, 1991 - 2010), а также на других конференциях и семинарах.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 83 печатные работы, среди которых 18 статей в изданиях, включенных в список ВАК РФ, терминологический словарь, брошюра, 6 учебных пособий, более 30 статей в научно-технических журналах и сборниках, а также тезисы и тексты докладов на различных конференциях и семинарах. Список 49 основных работ приведен в конце автореферата.

Структура и объем диссертационной работы.

Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Основной объем диссертации составляет 314 страниц, в том числе список литературы 168 наименований.

Заключение диссертации по теме «Системы автоматизации проектирования (по отраслям)», Платунов, Алексей Евгеньевич

5.4. Выводы

1. В программах подготовки специалистов по ВсС сегодня отсутствует цельный взгляд на организацию ВС, который позволяет абстрагироваться от особенностей ее реализации.

2. Рассмотрено влияние на процесс проектирования по оси «глубины погружения» в аппаратно-программную организацию ВсС зон компетенции ведущих специалистов проекта. Предложен набор компетенций команды проектировщиков ВсС, основанный на рассматриваемой в работе системе архитектурных абстракций, который позволяет организовать процесс проектирования ВсС с требуемой «глубиной погружения» и гарантированным качеством.

3. Показано большое число "размытостей" и пробелов в компьютерных дисциплинах. Отсутствуют определения базовых понятий, нет четкой системы абстракций в области вычислительной архитектуры и в области проектирования ВС.

4. В типовых учебных планах не отражены современные потребности и перспективные направления в области проектирования ВсС.

5. Существуют примеры фрагментарной переподготовки (повышения квалификации) в области ВсС силами ряда коммерческих фирм в части использования САПР с привязкой к определенным семействам программируемой элементной базы, однако, практически отсутствует преподавание методологии проектирования, особенно в сегменте высокоуровневого проектирования ВсС и СнК.

6. Показано, что в подготовке кадров для области проектирования ВсС необходим акцент на вопросах системного проектирования вычислительных архитектур с высокой степенью программируемое™ на различных уровнях организации.

7. Необходимо радикально повысить степень общности в подаче учебного, методического и технического материала в области ВсС, стремиться к исключению < противопоставления аппаратного и программного "мировоззрения" в процессах проектирования ВсС на верхних уровнях.

8. На основе методологической и теоретической базы высокоуровневого проектирования ВсС, представленной в работе, создана методология преподавания принципов высокоуровневого проектирования ВсС, пригодная для использования в рамках вузовской подготовки.

9. Разработаны учебные планы магистерских специализаций «Проектирование встроенных вычислительных систем», «Системотехника интегральных вычислителей. Системы на кристалле», «Сетевые встраиваемые системы»: По данным специализациям успешно проводится' подготовка специалистов.

10.Под руководством автора и при его' непосредственном1 участии создана аппаратно-программная платформа SDK учебно-лабораторного и инструментального назначения. Платформа включает около десяти моделей стендового оборудования и постоянно развивается. Платформа успешно используется более чем в 50-ти университетах, колледжах и проектных организациях РФ.

11 .Разработанные учебные методические материалы и стендовое оборудование позволяют эффективно внедрять методологию высокоуровневого, архитектурного проектирования, включая подходы, предложенные автором, в практическую деятельность профильных научно-производственных фирм и коллективов.

Заключение

В работе представлена методологическая и теоретическая база высокоуровневого автоматизированного проектирования встраиваемых вычислительных систем, основывающаяся на системе вычислительных архитектурных абстракций. Это обеспечивает развитие методов и средств архитектурно — структурного проектирования в комплексе с формированием сценариев и инфраструктуры процесса проектирования встраиваемых вычислительных систем. Предложены теоретические основы построения САПР системного уровня, созданы модели, алгоритмы и методы для синтеза и анализа архитектурных решений в области проектирования встраиваемых вычислительных систем.

В работе получены следующие основные результаты:

1. Предложено определение ВсС, основанное'на характере взаимодействия ВС и контролируемого и/или управляемого объекта физического мира, не ограничивающее сложность, топологию и принципы организации системы.

2. Предложена система- архитектурных абстракций ВсС и шаблоны процессов архитектурного проектирования ВсС для случаев общего и частных технических заданий.

3. Предложена обобщающая аспектная модель процесса проектирования ВсС. Конкретизированы и формализованы основные положения аспектной модели проектирования и базовые элементы моделирования: А-модель, состоящая из А-агрегатов, аспектное пространство процесса проектирования, аспектные проекторы, аспектные модели, характеристические функции.

4. Даны классификации А-агрегатов и А-моделей. Предложена аспектная классификация как самих ВсС, так и процессов их проектирования, позволяющая наглядно представлять свойства систем и критерии их создания, контролировать-процесс проектирования, сравнивать проектные платформы, анализировать выполненные проекты ВсС.

5. Определено понятие «архитектурная платформа», выступающее в качестве инструмента повторного использования концептуальных решений в процессе проектирования ВсС. Предложена классификация ВсС на основе понятия «проектная вычислительная платформа», которая позволяет систематизировать базовые вычислительные архитектуры и связанные с ними технологии проектирования ВсС.

6. В работе в качестве поведенческого аспекта архитектурного проектирования подробно рассматривается ключевая абстракция «модель вычислений» ВсС. Предложен класс объектно-событийных моделей вычислений* (ОСМВ), который' полно учитывает особенности распределенных ВсС. Разработан математический аппарат расчета характеристик ОСМВ и созданы методы синтеза и анализа поведенческих моделей ВсС, которые являются основой оригинальных САПР и средств моделирования распределенных ВсС.

7. Унифицировано представление «Design-Time» - «Run-Time» фаз вычислительного процесса, что позволяет использовать проектную ось «Design/Run-Time» для поиска более эффективной функциональной декомпозиции целевой ВсС. Формально процесс поиска обеспечивается разработанной моделью актуализации вычислительного процесса,

8. Предложен набор компетенций команды проектировщиков ВсС, основанный на рассматриваемой в работе системе архитектурных абстракций, который позволяет сократить, семантический разрыв в спецификациях маршрута высокоуровневого проектирования.

9. Создано и внедрено в учебный процесс магистерское направление «Встроенные вычислительные системы» в составе программ «Проектирование встроенных вычислительных систем», «Системотехника интегральных вычислителей. Системы на кристалле», «Сетевые встраиваемые системы». Разработанные учебные методические материалы и стендовое оборудование позволяют эффективно внедрять методологию высокоуровневого архитектурного проектирования, включая подходы, предложенные автором, в практическую деятельность профильных научно-производственных предприятий и коллективов.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Платунов, Алексей Евгеньевич, 2010 год

1. Балашов Е.П., Пузанков Д.В. Проектирование информационно-управляющих систем. М. Радио и связь. 1987.

2. Баранов И.В., Платунов А.Е., Платунов С.Е. Теплофизическая лаборатория низких температур. // Приборостроение. № 5. 2009. С. 65—69.

3. Баранов И.В., Платунов А.Е., Платунов С.Е. Учебная лаборатория «Физика низких температур». // Физическое образование в вузах. Т. 13, № 4. 2007. С. 121-127.

4. Баранов С.И. Синтез микропрограммных автоматов. JL Энергия, Ленингр. отд-ние. 1979.

5. Барский А.Б., Шилов В.В. Потоковая вычислительная система: программирование и оценка эффективности. М. Новые технологии. 2003. 24 с.

6. Булычев Д. Прототипирование встроенных систем на основе описания макроархитектуры. // Диссертация на соискание учёной степени кандидата физ-мат наук. СПбГУ. 2004.

7. Бухтеев A.B. Методы и средства проектирования систем на кристалле. // Chip News. № 4 (77). 2003. С. 4-14.

8. Варшавский В.И., Розенблюм Л.Я., Цирлин Б.С. и др. Автоматное управление асинхронными процессами в ЭВМ и дискретных системах. М. Наука. 1981.

9. Вирт Н. Аппаратная компиляция. // Открытые системы. № 4-5. 1998. С. 7— 12.

10. Ю.Воеводин В.В. Информационная структура алгоритмов. М. Изд-во МГУ. 1997. 139 с.

11. П.Воеводин В.В. Математические модели и методы в параллельных процессах. М. Наука. 1986. 296 с.

12. Гавриков В.О., Григорьев В.В., Платунов А.Е., Шубинский И.Б. Микропроцессорная система диспетчерской централизации «Тракт»299нового поколения. // Информационные технологии на железнодорожном транспорте: докл. конф. СПб. 1997. С. 163-173.

13. Гавриков В.О.', Платунов А.Е., Никифоров H.JI. Комплекс технических средств для систем железнодорожной автоматики. // Автоматика, телемеханика и связь. № 11. 1998. С. 5—10.

14. Иванов А.Н. Технологическое решение REAL-IT: создание информационных систем на основе визуального моделирования. // Системное программирование. Сб. статей под. ред. А.Н.Терехова и Д.Ю.Булычева. СПб. 2004. С. 89-100.

15. Кафедра вычислительной техники СПбГУ ИТМО. URL: http://csnews.ifino.ru».

16. Кини P.JL, Райфа, X. Принятие решений при многих критериях: предпочтения и замещения. М. Радио и связь. 198L.

17. Ключев А., Кустарев П., Платунов А. Контроллеры с микроэнергопотреблением в распределенных системах управления. // Компоненты и технологии. №7. 2001. С. 80-83.

18. Ключев А.О. Методы и инструментальное обеспечение разработки распределенных информационно-управляющих систем с программируемой архитектурой. // Тезисы кандидатской диссертации. СПбГИТМО(ТУ). Санкт-Петербург. 1999.

19. Ключев А.О., Кустарев П.В., Платунов А.Е. Восьмиразрядные микроконтроллеры в системах автоматического управления. // Компоненты и технологии. № 1. 2001. С. 23—24.

20. Ключев А.О., Кустарев П.В., Платунов А.Е. Инструментальные и учебные контроллеры семейства SDK. // Компоненты и технологии. № 5. 2002. С. 96-99.

21. Ключев А.О., Кустарев П.В., Платунов А.Е. Распределенные системы управления. // Сб. тезисов ДИМЭБ. СПб. 1997. С. 216-217.

22. Ключев А.О., Кустарев П.В., Платунов А.Е., Скорубский В.И., Стародубцев Э.В. Высоконадежный управляющий модуль М386.2. // Научно-технические разработки СПб ГИТМО(ТУ). СПб. СПб ГИТМО (ТУ). 2001. С. 218-219.

23. Ключев А.О., Платунов А.Е. Встроенные инструментальные средства современных микроконтроллеров. // Электронные компоненты. № 7. 2002. С. 94-97.

24. Ключев А.О., Постников Н.П. Технология сквозного проектирования информационно-управляющих систем. // Тезисы докладов XXX научно-технической конференции ППС. СПб. ГИТМО(ТУ). 1999. 75 с.

25. Ковязин P.P., Постников Н.П. Модель DPU проблемно-ориентированного процессора NL3. // Сборник тезисов докладов конференции молодых ученых, Выпуск 5. СПб. СПбГУ ИТМО. 2010. С. 18-19.

26. Ковязин P.P., Постников Н.П. Разработка проблемно-ориентированных процессоров. // Сборник тезисов докладов конференции молодых ученых. Выпуск 5. СПб: СПбГУ ИТМО. 2010. С. 16-17.

27. Колонка редактора. //Встраиваемые системы. №1. 2009. С.6—10.

28. Кучински К. URL: http://cs.lth.se/edanl5.

29. Лукичев А.Н. Временные характеристики функциональных блоков при. дискретно-событийном моделировании встроенных систем. // Сборник, докладов ИММОД-2007. Том 1. СПб. ФГУП ЦНИИ' технологии судостроения. 2007.

30. Лукичев А.Н. Исследование моделей вычислений встроенных систем. // Магистерская дисс. СПбГУ ИТМО. 2005.

31. Лупанов О.Б. Асимптотические оценки сложности управляющих систем. М. Изд-во МГУ. 1984.

32. Научно-образовательное направление «Встроенные вычислительные системы», СПбГУ ИТМО. URL: http://embedded.ifmo.ru.

33. Непейвода H.H., Скопин И.Н. Основания, программирования. Москва-Ижевск. Институт компьютерных исследований. 2003. 868 с.

34. Официальный сайт ООО «ЛМТ». URL: http://lmt.ifmo.ru.

35. Парфенов В.В., Терехов А.Н. RTST технология программирования встроенных систем реального времени. // Сб. Системная информатика. Вып.5. Новосибирск. Сибирская издательская фирма РАН. 1997.

36. Платунов А.Е. Архитектурная модель цифровых вычислительных систем для встроенных применений. // Изв. вузов. Приборостроение. Т.44. №3. 2001. С.8-15.

37. Платунов А.Е. Архитектурные абстракции в технологии, сквозного проектирования встроенных вычислительных систем. // Науч.-техн. вестн. СПб ГИТМО (ТУ). СПб. СПб ГИТМО (ТУ). Вып. 6: Информационные, вычислительные и управляющие системы. 2002. С. 76—83.

38. Платунов А.Е. Заказные вычислительные платформы информационно-управляющих систем. Презентация компании ЛМТ. // Электронные компоненты. № 12. 2005. С. 42.

39. Платунов А.Е. Подготовка специалистов в области встраиваемых вычислительных систем. // Тр. Первого Санкт-Петербургского конгр.

40. Профессиональное образование, наука, инновации в XXI веке». СПб. СПбГУ ИТМО. 2007. С. 75-80.

41. Платунов А.Е., Постников Н.П. Перспективы формализации методов проектирования встроенных систем. // Электронные компоненты. № 1. 2005. С. 24-29.

42. Платунов А.Е., Постников Н.П. Формализация архитектурного проектирования информационно-управляющих систем. // Тезисы докладов XXXI научно-технической конференции ППС. СПб. ГИТМО(ТУ). 2000. С. 122.

43. Платунов А.Е., Постников Н.П., Чистяков А.Г. Механизмы граничного сканирования в неоднородных микропроцессорных системах. // Chip News. № 10. 2000. С.8-13.

44. Подиновский В.В., Ногин В.Д. Парето-оптимальные решения многокритериальных задач. М. Наука. 1982. 256 с.

45. Постников Н.П. Динамические инструментальные компоненты. Научно-технический вестник СПбГИТМО(ТУ). // Информационные, вычислительные и управляющие системы. СПб. СПбГИТМО(ТУ). № 6. 2002. С.83-88.

46. Постников Н.П. Обновление программного обеспечения распределенных микропроцессорных систем. // Компоненты и технологии. №3. СПб. 2004, С. 142-144.

47. Райли Д. Абстракция и структуры данных. Вводный курс. Пер. С англ. М. Мир. 1993. 752 с.

48. Смирнов O.JI. Автоматизация технологического проектирования:, Учеб. Пособие. СПб. СПбРУАП: 2001. 66 с,

49. Смит Дж., Наир Р. Архитектура виртуальных машин. // Открытые: системы. URL: www.osp.ru/os/2005/05-06/r85586/pl .html.

50. Соболь И.М., Статников Р.Б. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями. М. Наука. 1981.

51. Терехов А.Н. RTST технология программирования встроенных систем; реального времени. // Сб. "Записки, семинара кафедры системного программирования "CASE-средства RTST++". Вып.1. СПб. Издательство СПбГУ. 1998.

52. Терехов А.Н. Тезисы диссертации на соискание учёной степени доктора физ.-мат. наук. СПбГУ. 1991. URL: http://ant.tepkom.ru/publications/dbc/TerekJiovDoctthesis.pdf.

53. Терехов А.Н;, Романовский К.Ю., Кознов Дм.В., Долгов П.С., Иванов А.Н. Real: методология и CASE-средство для) разработки систем реального времени и информационных систем. // Программирование. №5. 1999. С. 44-52.

54. Топорков В.В. Функциональность недетерминированной модели распределенных^ вычислений; ,// Информационные технологии: №12. 2001. С. 2-5.

55. Топорков В;В. Модели и методы системного синтеза: М- Моск. энерг. инт. 1997.

56. Шалыто A.A. SWITCH технология. Алгоритмизация и программирование задач логического управления. СПб. Наука. 1998. 628с.

57. Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетике. М. Изд-во иностр. литер. 1963.

58. Штойер Р. Многокритериальная оптимизация. М. Радио и связь. 1992.

59. Якубайтис Э.А. Информационные сети и системы. Справочная книга. М. Финансы и статистика. 1996. 368 с.

60. Agha G.A. Actors: A Model of Concurrent Computation in Distributed Systems // The MIT Press Series in Artificial Intelligence. MIT Press. 1986. 204 p.

61. Application Note 155. 1-Wire Software Resource Guide Device Description // Maxim Integrated Products. 2008. URL: http://www.maxim-ic.com/app-notes/index.mvp/id/155.

62. ARTEMIS Industry Association. URL: https://www.artemisia-association.org.

63. Balarin F., et al. Metropolis: An Integrated Electronic System Design Environment. Computer. Vol. 36, no. 4. April 2003. P. 45-52.

64. Barabanov A., Bombana M., Fominykh N., Gorla G., Terekhov A. Reusable objects for optimized DSP design // Embedded Microprocessor Systems. IOS Press. 1996. P. 433-442.

65. Berry G., Gonthier G. The Esterel synchronous programming language: Design, semantics, implementation // Science of Programming. 1992. Vol. 19. № 2. P. 87-152.

66. Boulytchev D., Lomov D. An Empirical Study of Retargetable Compilers. In Perspectives of System Informatics, Springer Berlin. Heidelberg. 2001.

67. Brooks C., Lee E.A., Liu X., Neuendorffer S., Zhao Y., Zheng H. Heterogeneous Concurrent Modeling and Design in Java. // Technical Memorandum UCB/ERL M04/27 University of California. Berkeley. July 29, 2004. Vol. 1,2,3.

68. Buck J.T., Ha S., Lee E.A., Messerschmitt D.G. Ptolemy: A Framework for Simulating and Prototyping Heterogeneous Systems. // Int. Journal of Computer Simulation special issue on "Simulation Software Development". April 1994. Vol. 4. P. 155-182.

69. Buck J.T., Ha S., Lee E.A., Messerschmitt D.G. Ptolemy: A mixed-paradigm simulation/prototyping platform in C++. // In Proceedings of the C++ At Work Conference, Santa Clara, CA. November 1991.

70. Chang H., Cooke L., Hunt M., Martin G., McNelly A., Todd L. Surviving the SOC Revolution: A Guide to Platform-Based Design. Kluwer Academic Publishers. November, 1999.

71. Clarke E.M., Emerson E.A., Sistla A.P. Automatic Verification of Finite-State Concurrent Systems Using Temporal Logic Specifications. // ACM Trans, on Programming Languages and Systems. Vol. 8. April 1986. P. 244—263.

72. Clifford E. Cummings. Correct Methods For Adding Delays To Verilog Behavioral Models. HDLCON. 1999.

73. Clifford E. Cummings. Verilog Coding Styles for Improved Simulation Efficiency. International Cadence User Group Conference. October 5-9, 1997.

74. CoFluent Design. URL: http://www.eofluentdesign.com.

75. Computer Science Curriculum 2008. ACM and IEEE Computer Society, 2008.

76. Computing Curricula 2001. URL: http://www.acm.org/education/curricvols/cc2001 .pdf/view.

77. DACI Research Group. URL: http://www.tkt.cs.tut.fi/research/daci/.

78. Dave Soldan., et al. CE 2004: Curriculum guidelines for undergraduate degree programs in software engineering, a volume of the Computing Curricula Series copyright ACM and IEEE. IEEE Computer Society. 2006.

79. David Soldan., et al. CE 2004: Curriculum Guidelines for Undergraduate Degree Programs in Computer Engineering. // A Report in the Computing Curricula Series. IEEE Computer Society Association for Computing Machinery. December 12, 2004. 162 p.

80. Densmore D., Passerone R., Sangiovanni-Vincentelli A. A Platform-Based Taxonomy for ESL Design. IEEE Design and Test of Computers, September 2006.

81. Dictionary of Computing. New York. Oxford University Press. 1983. 393 p.

82. Dijkstra Ed.W. The end of computing science? // URL: http://userweb.cs.utexas.edu/users/EWD/ewdl3xx/EWD1304.PDF.

83. Distributed Component Object Model (DCOM) URL: http://www.microsoft.com/com/default.mspx.

84. Edwards S. A. The Specification and Execution of Heterogeneous Synchronous Reactive Systems. // PhD thesis. University of California. Berkeley. 1997.

85. Edwards S., Lavagno L., Lee E.A., Sangiovanni-Vincentelli A. Design of embedded systems: Formal models, validation, and synthesis. // Proceedings of the IEEE. March 1997.

86. Elaine Cheong. Design and Implementation of TinyGALS: A Programming Model for Event-Driven Embedded Systems. // Memorandum No. UCB/ERL M03/14 Electronics Research Laboratory, College of Engineering, University of California. Berkeley. May 23, 2003.

87. Ellervee P., Kumarl S., Jantsch A., Svantesson B., Meincke T., Hemani A. 1RS YD: An Internal Representation for Heterogeneous Embedded Systems // NORCMP'98 The 16th NORCHIP Conference. Lund, Sweden. November 910, 1998. P. 214-221.

88. Ferrari A., Sangiovanni-Vincentelli A. System Design: Traditional Concepts and New Paradigms. // Proceedings of the 1999» Int. Conf. On Comp. Des. Austin. October 1999.

89. Flexible Design Methodologies for Application Specific Processors. URL: http://tce.cs.tut.fi/.

90. Gajski D. Silicon Compilers. Addison-Vesley. 1987.

91. Gerard*' Berry. The Foundations of Esterel. // Proof, Language, and Interaction: Essays in Honour of Robin Milner. Editors: Gordon Plotkin, Colin Stirling, Mads Tofte. MIT Press. 2000.

92. Gérard Berry. The Foundations of Esterel. Ecole des Mines de Paris. INRIA. 1999.

93. Halbwachs N., Caspi P., Raymond P., Pilaud D. The synchronous.data flow programming language Lustre. // Proceedings of the IEEE. September 1991.

94. Hardware-Software Codesign. // IEEE Design & Test of Computers, January-March 2000. P. 92-99.

95. Hatley D.J., Pirbhai I.A. Strategies for Real-Time System Specification. Dorset House. 1988.

96. IEEE Standard VHDL Language Reference Manual. Institute of Electrical and Electronic Engineers, Inc. December 29, 2000.

97. Information Processing Systems. OSI Reference Model. The Basic Model. 1994.

98. Information Technology. Open Systems Interconection. Basic Reference Model: Naming and Adressing. 1994.

99. Information Technology. Portable Operating System Interface (POSIX).2003.

100. ITEA Technology Roadmap for Software-Intensive Systems. 2 edition. May2004.

101. J. E. Smith, R. Nair. Virtual Machines — Versatile Platforms for Systems and Processes. // Elsevier Inc. 2005. 649 p.

102. Jackson E. K., Sztipanovits J. Using Separation of Concerns for Embedded Systems Design. EMSOFT'05. New Jersey. September 19-22, 2005.

103. Jerraya A.A., Romdhani M., Marrec PH.LE, Hessel F., Coste P., Valderrama C., Marchioro G.F., Daveau J.M., Zergainoh N.-E. Multilanguage specification for system design and codesign. URL: http://tima-cmp.imag.fr/Homepages/cosmos/documents/asi.ps.

104. Jie Liu. Responsible Frameworks for Heterogeneous Modeling and Design of Embedded Systems. // PhD thesis university of California at Berkeley. 2001.

105. Jozwiak L., Nejah N., Figueroa M. Modern development methods and tools for embedded reconfigurable systems: A survey. // INTEGRATION, the VLSI journal, 07.2009, P. 1-33.

106. Keutzer K., Malik S., NewtomR., Rabaey J., Sangiovanni-Vincentelli A. System Level Design: Orthogonalization of Concerns and Platform-Based Design. // IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Circuits and Systems. Vol. 19, No. 12. December 2000.

107. Kiczales, G., Lamping, J., Mendhekar, A., Maeda, C., Videira Lopes, C., Loingtier, J.-M., and Irwin, J. Aspect-oriented programming. // Proceedings of the European Conference on Object-Oriented Programming (ECOOP), vol.1241, 1997, p.220-242.

108. Knudsen P.V. PACE: A Dynamic Programming Algoritm for Hardware/Software Partitionning. // Department of Computer science Technical University of Denmark. 1996.

109. Knudsen P.V., Madsen J. Integrating communication protocol selection with hardware/software codesign. // IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits. August 1999.

110. Kopetz H. REAL-TIME SYSTEMS. Design Principles for Distributed Embedded Applications. Kluwer Academic Publishers. 1997.

111. Kruchten P. Architectural Blueprints The "4+1" View Model of Software Architecture. 1995

112. Lavagno L., Sangiovanni-Vincentelli A., Sentovich E. Models of Computation for Embedded System Design. // NATO ASI Proceedings on System Synthesis. II Ciocco, Italy. August 1998.

113. Lee E. A. What's ahead for embedded software? // IEEE Computer. September 2000.

114. Lee E. Cyber Physical Systems: Design Challenges. // University of California, Berkeley Technical Report No. UCB/EECS-2008-8. 2008.

115. Lee E.A. Concurrent Models of Computation for Embedded Software. // UCB ERL Technical Memorandum M05/2. Department of Electrical Engineering and Computer Sciences, University of California. Berkeley, January 4, 2005.

116. Lee E.A. Embedded Software An Agenda for Research. // Technical Memorandum UCB/ERL M99/63, University of California. Berkeley. December 15, 1999.

117. Lee E.A. Embedded Software. // Technical Memorandum UCB/ERL M01/26, University of California. Berkeley. November 1, 2001.

118. Lee E.A. Model-Driven Development From Object-Oriented Design to Actor-Oriented Design. // Extended abstract of an invited presentation at Workshop on Software Engineering for Embedded Systems: From

119. Requirements to Implementation (a.k.a. The Monterey Workshop). Chicago. Sept. 24, 2003.

120. Lee E.A. Modeling Concurrent Real-Time Processes Using Discrete Events. // Annals of Software Engineering. Special Volume on Real-Time Software Engineering. 1998.

121. Lee E.A., Neuendorffer S., Wirthlin M.J. Actor-Oriented Design of Embedded Hardware and Software Systems // Journal of Circuits, Systems, and Computers, Version 2. November 20, 2002.

122. Lee E.A., Parks T.M. Dataflow process networks. // Proceedings of the IEEE, May 1995. URL: http://ptolemy.eecs.berkeley.edu/papers/processNets.

123. Lee E.A., Sangiovanni-Vincentelli A. A denotational framework for comparing models of computation. IEEE Transactions on CAD, December 1998.

124. Lee E.A., Sangiovanni-Vincentelli A. Comparing Models of Computation. Proceedings of ICCAD. San Jose, California, USA. November 10-14, 1996.

125. Maciel P., Barros E., Rosenstiel W. A Petri Net Model for Hardware/Software Codesign. // In Design Automation for Embedded Systems. Vol. 4. October 1999. P. 243-310.

126. Martin G. Productivity in VC Reuse: Linking SOC platforms to abstract systems design methodology. // Forum on Design Languages: Virtual Components Design and Reuse. Lyon, France. August-September, 1999. P. 313-322.

127. Martin G., Chang H., et al. Surviving the SOC Revolution: A Guide to Platform Based Design. Kluwer Academic Publishers. September 1999.

128. Martin G., Sangiovanni-Vincentelli A. A Vision for Embedded Software // Proceedings of the 2001 international conference on Compilers, architecture, and synthesis for embedded systems, 2001. P. 1-7.

129. Master Program "System-on-Chip" Design. URL: http://www.ele.kth.se/SoC.

130. Mentor Graphics Corporation. URL: http://www.mentor.com.

131. Mescal. URL: http://embedded.eecs.berkeley.edu/mescal/.

132. Object Management Group. OMG Unified Modeling Language Specification. June 1999. URL: http://www.omg.org.

133. Ovaska E., Balogh A., Campos S., Noguero A., Pataricza A., Tiensyrja K., Vicedo J. Model and Quality driven Embedded Systems Engineering. VTT Publications 705. 2009.

134. Patterson D.A., Hennessy J.L. Computer Organization and Design: The Hardware/software Interface. // Morgan Kaufmann. 2005.

135. Peterson J. L. Petri Net Theory and the Modeling of Systems. // Prentice-Hall Inc., Englewood Cliffs, NJ. 1981.

136. Petru Eles. System Design and Methodology: Modeling and Design of Embedded Systems. Institutionen for Datavetenskap (IDA). Linkopings Universitet. 2004.

137. Programmable Controllers Part 3: Programming Languages. IEC 61131-3, Ed. 2.0. 2003

138. Ptolemy II. URL: http://ptolemy.berkeley.edu/ptolemyII.

139. Rich Le Blanc, Ann Sobel, et al. Software Engineering 2004: Curriculum guidelines for undergraduate degree programs in computer engineering, a volume of the Computing Curricula Series, copyright ACM and IEEE. IEEE Computer Society. 2006.

140. RUP. URL: http://www-01.ibm.com/software/awdtools/rup/.

141. Russ Shackelford, et al. Computing Curricula 2005: The Overview Report, a volume of the Computing Curricula series produced by the Joint Task Force for Computing Curricula 2005, copyright ACM and IEEE. Association for Computing Machinery. 2006.

142. SAE AADL: A Society of Automotive Engineers Standard. URL: http://www.aadl.info.

143. Safonov V.O. Aspect.NET: concepts and architecture. // .NET Developers Journal. No. 10. 2004.

144. Sangiovanni-Vincentelli A. Defining platform-based design. // EEDesign. February 2002.

145. Sangiovanni-Vincentelli A. Quo Vadis SLD: Reasoning about Trends and Challenges of System-Level Design // Proceedings of the IEEE, March 2007. 95(3). P. 467-506.

146. Sangiovanni-Vincentelli A., Lee E.A. A framework for comparing models of computation. // IEEE Trans. Computer-Aided Design Integrated Circuits. December 1998.

147. Semiconductor Reuse Standard V2.0. Motorola Inc. 1999.

148. Sgroi M., Lavagno L., Sangiovanni-Vincentelli A. Formal Models for Embedded System Design. // IEEE Design & Test of Computers. April-June 2000. P. 2-15.

149. Shaw M. We can teach software better. // Computing Research News 4(4):2-12. September 1992.

150. Software Engineering 2004, Curriculum Guidelines for Undergraduate Degree Programs in Software Engineering. IEEE Computer Society Press, ACM Press. August 23, 2004.

151. Technology Roadmap on Software-Intensive Systems: The Vision of ITEA (SOFTEC Project) // ITEA Office, Eindhoven, March 2001. Chapter 7, "Engineering". P. 47-56.

152. Terekhov A.N. The main concepts of a new HLL computer "САМСОН" // Computer Science Journal of Moldova. 1993. Vol.1. № 1(1). P. 22-27.

153. Thomas M. Parks. Bounded Scheduling of Kahn Process Networks. // Technical Report UCB/ERL-95-105. PhD Dissertation. EECS Department, University of California. Berkeley. December 1995.

154. Tiwari V., Malik S., Wolfe A. Power analysis of embedded software: a first step towards software power minimization. // IEEE Transactions on VLSI Systems. December 1994.

155. Wirth N. Hardware Compilation: Translating Programs into Circuits. // IEEE Computer. No. 31(6). 1998. P. 25-31.

156. Wolf W. Computers as Components: Principles of Embedded Computing Systems Design. Morgan Kaufman Publisher. 2001.

157. Wolf W. Object-oriented cosynthesis of distributed embedded systems. // ACM Transactions on Design Automation of Electronic Systems. July 1996.

158. Xiaojun Liu, Edward A. Lee. CPO semantics of timed interactive actor networks. // Technical Report UCB/EECS-2007-131. EECS Department, University of California. Berkeley. November 2007.

159. Xiaojun Liu. Semantic Foundation of the Tagged Signal Model. // Technical Report UCB/EECS-2005-31. Electrical Engineering and Computer Sciences. University of California at Berkeley. 2005.

160. Yang Zhao. A Model of Computation with Push and Pull Processing. // Technical Memorandum UCB/ERL M03/51. Electronics Research Laboratory. University of California at Berkeley. December 16, 2003.