计算机系统综合课程设计课程简介要点.ppt

教育部-英特尔精品课程 P.* 计算机系统综合课程设计 主讲 杨全胜 东南大学计算机科学与工程学院 课程简介 P.* 课程设计的总目标 利用EDA与IP核开发技术，设计一个带有MiniSys-1指令集的CPU核与若干接口部件核的SOC芯片，并为该SOC提供原始的BIOS、一个miniSys汇编器或Mini C编译器以及一个带全屏编辑的IDE。 初步学会SOC的开发，了解一个工程项目的开发过程 初步理解软件、硬件协同设计 P.* 本课程直接涵盖的知识点 硬件类 软件类 CPU及整机设计（计算机组成原理） BIOS与接口驱动程序设计 模拟电路、数字逻辑电路设计 嵌入式系统 SOC芯片设计 计算机系统结构 外围接口电路设计 操作系统 编译系统 数据库 数据结构 C++ JAVA 离散数学 计算机系统综合设计 电子商务 多媒体技术 … 算法设计、数值分析、信号与系统、计算机理论课程、数学基础课程 汇编语言 软件工程 C# … P.* MiniSys CPU(单核/双核/流水线/超标量) 运算单元 控制单元 译码单元 4KBRAM 4KBROM 取指单元 中断控制 总线仲裁 数码管控制器 4×4键盘控制器 PWM控制器 定时/计数器 看门狗 简易UART MiniSysBus MiniSys BIOS MiniSys 汇编器/ MiniC 编译器/IDE MiniSys 应用程序 …… 课程设计的内容 P.* 硬件设计部分 基本要求 CPU设计。设计一个可运行指定的31条MIPS指令的RISC型MiniSys 32位微处理器。 存储器设计。设计哈佛结构存储器，有独立的4KB的指令存储器和4KB的数据存储器。 接口部件设计。2个16位定时/计数器、4×4键盘控制器、4位7段数码管控制器、简单UART串行通信控制器、看门狗控制器的设计。 P.* 硬件设计部分 较高要求（可选） 扩展到57条指令（主要针对10级强化班同学） 中断设计。2个中断源，两级中断优先级 扩展中断到2个中断源，增加可编程中断控制器 用不同的方法实现移位指令，并分析对主频和功耗上的影响 增加乘法器、除法器等功能部件 流水线CPU设计 …… P.* 硬件设计部分 更高要求（可选） 超标量CPU、指令多发射的设计 考虑SIMD的处理部件的设计 增加浮点流水线的设计 考虑Cache设计问题 指令预取与分支预测模块的设计 仔细分析IBM, SUN, Intel, AMD等公司的多核处理器结构，初步设计一个双核或多核CPU …… P.* 软件设计部分 基本要求 MiniSys32汇编器的设计 带有全屏编辑器的集成开发环境 硬件各部件测试程序的设计 综合测试程序的设计（简单应用程序） 较高要求 基本输入输出系统BIOS的设计 Mini C编译器 探讨如何利用系统软件加强硬件功能 …… P.* 软件设计部分 更高要求 探讨如何在编译器一级提高程序效率 初步探讨程序如何充分利用双核，软硬件该作何配合 探讨一下运行于MiniSys的Runtime系统 …… P.* 通过课程应该得到的锻炼 通过综合实践课程，提高自己动手能力和综合分析问题能力 通过解决实际问题，提高自己的调试系统的能力 通过开放的课题，学会探索与研究，锻炼自己的自主学习与创新能力 通过小组合作，学会与人沟通的能力 通过设计总结报告，锻炼撰写文档的能力 通过验收环节，锻炼自己语言表达能力 P.* 通过课程应该得到的锻炼 通过综合实践课程，提高自己动手能力和综合分析问题能力 通过解决实际问题，提高自己的调试系统的能力 通过开放的课题，学会探索与研究，锻炼自己的自主学习与创新能力 通过小组合作，学会与人沟通的能力 通过设计总结报告，锻炼撰写文档的能力 通过验收环节，锻炼自己语言表达能力 不抛弃，不放弃 课程的安排 课程设计安排 答疑 当面答疑：每周三下午6-9节，计算机楼529（计算机系统综合实验室）或524（办公室）答疑 网上答疑：工作日每晚22点-23点在QQ群答疑 验收 地点：计算机楼529，时间另定 验收形式 演示（下载或仿真） 答辩 设计报告 P.* P.* 课程的实施方案 实验以6~8人为一组，一组交一份设计报告。请各组指定一名组长，并在下次课将分组的成员名单报上来。请每位同学务必确认自己在某一组中，并完成好组长分配的任务。 短学期加长学期第8周前完成设计与与验收，验收包括交实验报告、现场仿真或下载演示以及答辩。先做完的组可以先申请验收，届时会通知各组到计算机系统综合实验室（计算机楼北504）进行验收。 杜绝拷贝抄袭现象，验收时同组成员必须全部到场，各人负责自己所作部分的演示和答辩。组长还负责陈述本组设计的特色。 P.* 设计报告内容 设计报告包含纸质版设计报告和电子文档 电子文档中包括 全部的源