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李仁发

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高性能嵌入式计算(CPS原理)
本课程系统介绍CPS的概念,与物理过程相互作用的计算系统的设计和分析。这些系统的应用包括汽车系统(ACPS),医疗设备和系统(MCPS), 远程医疗, 消费电子产品,玩具和游戏,辅助生活,交通控制和安全,过程控制,能源管理和保护,环境控制,飞机控制系统,通信系统,仪器仪表,关键基础设施控制(电力,水资源和通信系统),机器人和分布式机器人, 国防系统,制造, 智能建筑。主要介绍 ACPS 和 MCPS。

本课程的主题是
1) 建模(what)
通过建模获得对系统更深入理解。模型表达系统做或应该做的事情。
2) 设计(how)
组件的结构化创建。明确并规范系统如何完成预设目标。
3) 分析(why)
通过解剖获得对系统更深入理解。 证明一个系统什么该做,或无法实现模型认为应该做的。

本课程为硕士研究生和博士生的选修课程。报名参加博士研究生课程的学生将需要额外的作业与项目,并对项目有额外的期望。 也欢迎高年级本科生选修本课程,欢迎来自所有工程类专业的学生。所有学生都应具备 C 语言编程经验。嵌入式系统设计和建模(如实时操作系统)的知识将非常有用,但并非严格要求。如果有任何问题或疑虑,可发送电子邮件给李老师: lirenfa@hnu.edu.cn。

具体情况请点击 [课程计划]

序号 授课 课程大纲 授课课件
1 CPS应用 CPS应用的各种案例、目前面对的真实问题及平台和测试床等 [课件]
2 CPS概念

CPS的定义、背景、结构、进展、目标、研究方向、学科、专业、基础和系统开发等

[课件]
3
基于模型的设计

基本问题、设计的基本过程、基于模型的设计流程和方案、什么是模型以及建模实例

[课件]
4 连续系统动力学 直升机运动模型、角色(astor)模型、经典物理系统、系统控制等 [课件]
5 离散动力学系统

离散系统概念、状态的概念、有限状态机、扩展有限状态机、不确定性与不确定的有限状态自动机

[课件]
6 反应式系统与异构系统

反应式计算与模型、设计实例、怎样设计软件?异构系统建模工具—PtolemyII、SIMULINK与MATLAB等

[课件]
7 状态机组合

基本概念回顾、并发组合、异步并列、级联(串)、分层状态机、优先转移等

[课件]
8 并发计算模型

并发与计算模型、同步反应模型、数据流计算模型、实时计算模型等

[课件]
9 CPS系统结构

概述、现代与新一代汽车电子系统、一种机器人结构

[课件]
10 传感器与执行器

什么是传感器?执行器?新一代车概念、新一代汽车主要传感器安装定位与功能支持、手机里的传感器、传感器与执行器的模型

[课件]
11 CPS计算机体系结构

计算机体系结构概述、CPS中的处理器、ARM、GPU、FPGA、并行

[课件]
12 存储系统

存储系统结构、嵌入式系统的存储器、存储模型、云存储

[课件]
13 I/O与网络

通用计算机系统 I/O、嵌入式系统的 I/O、A/D与D/A、网络

[课件]


 


 

  

  

  

 

 

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