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- 课程介绍
- 课程大纲
适合人群:
计算机专业学生或相关从业人员
你将会学到:
完成对学生计算机系统能力和系统思维的培养。
- 计算机系统能力和系统思维的培养
课程简介:
本课程以基于MIPS 32位指令集的微处理器MiniMIPS32为设计目标,讲授主流RISC流水线微处理器的设计与实现的方法、步骤与技巧。整个课程将讲解处理器微架构设计,数据通路的设计与实现,流水线设计与优化,软件环境与测试环境的搭建以及基于Digilent FPGA开发板的板级设计等几方面内容,知识点覆盖之前的数字逻辑设计,计算机组成原理,计算机体系结构三门课程,实现对着三门课程的贯穿式教学,完成对学生计算机系统能力和系统思维的培养。
课程大纲-计算机系统设计——基于FPGA的RISC微处理器设计与实现
第1章计算机系统设计绪论(1小时11分钟3节)
1-2
计算机系统的评价指标本知识点将从性能、成本、功耗三个指标出发,讲述如何对一个计算机系统设计的优劣进行综合的评估,并给出各个指标的计算方法和公式
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[32:12]开始学习1-3
目标处理器MiniMIPS32和原型系统MiniMIPS32本知识点将对本课程中所设计的MiniMIPS32处理器和基于该处理器的原型系统MiniMIPS32_MicroSyS的特点、组成、整体结构进行概述,并明确后续的设计目标。
「仅限付费用户」点击下载“目标处理器MiniMIPS32和原型系统MiniMIPS32_SyS.pptx”
[06:00]开始学习第2章MiniMIPS32微处理器的指令集体系结构(2小时59分钟8节)
第3章MiniMIPS32程序的机器级表示(2小时53分钟7节)
3-1
从C程序到可执行目标文件本知识点给出了交叉编译的概念,并重点讨论了从C程序到可执行目标文件的具体步骤,最后,列举了可重定位目标文件和可执行目标文件的区别。
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[16:10]开始学习3-2
基于MiniMIPS32的汇编程序设计本知识点重点讲述如何采用汇编指令进行基于MiniMIPS2处理器的汇编程序设计,并给出了伪指令和宏指令的概念和具体实例。
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[47:53]开始学习3-3
QtSpim指令集仿真器本知识点重点讨论了如何使用QtSpim指令集仿真工具对MIPS汇编程序进行功能仿真和调试,为后续软硬件协同验证奠定基础。
「仅限付费用户」点击下载“QtSpim指令集仿真器.pptx”
[15:13]开始学习3-4
C语言程序的机器级表示——选择结构本知识点针对C语言中常见条件分支语句,如if/else语句、swithc/case语句,给出了选择结构的机器级表示,并分析了选择结构机器级表示的特点。
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[30:17]开始学习3-5
C语言程序的机器级表示——循环结构本知识点针对C语言中常见循环语句,如while语句、for语句,给出了循环结构的机器级表示,并分析了循环结构机器级表示的特点。
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[08:16]开始学习3-6
C语言程序的机器级表示——函数调用本知识点针对C语言中常见函数调用过程,首先,讲述了针对MiniMIPS32处理器的参数传递和函数返回的特点;然后,给出了调用者保存寄存器和被调用者保存寄存器的区别;最后给出了调用栈和栈帧的概念。
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[29:46]开始学习3-7
函数调用机器级表示——普通函数调用本知识点以一个普通的C语言函数调用作为实例,分析了其机器级表示及调用栈的变化情况。
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[26:16]开始学习第4章现场可编程逻辑门阵列FPGA及其设计流程(1小时8分钟2节)
4-1
FPPA的基本概念和设计流程本知识点首先以Xilinx FPGA为例,分析FPGA的内部结构;然后,讲述了本课程将使用的Digilent FPGA开发平台Nexys 4 DDR;最后,给出了基于FPGA的通用设计流程。
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[31:31]开始学习4-2
基于Vivado的FPGA设计流程本知识点重点介绍面向Xilinx FPGA的最新集成设计环境Vivado,并通过一个求4位补码加/减法的实例讲解了基于Vivado的FPGA设计流程和注意事项。
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[36:38]开始学习
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