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极术小能手 · 2020年07月15日

最新Arm教育套件开放申请:计算机体系结构!

计算机体系结构是计算机科学与技术、软件工程等专业的核心课程之一。上这门课的老师,您还在为下学期授课准备教学资料么?如果是,那赶快mark一下吧,重要资料给您安排上了!

我们最新的计算机体系结构教育套件已经ready

包含授课PPT和附答案的实验课程等

可满足10-12周本科课程授课

就等您一键申请下载啦!
(点此链接,点击“申请下载”,提交申请表即可)

计算机体系结构教育套件介绍​

一、套件规格说明

01 一套用于10-12周本科课程的完整授课幻灯片。

02 实验课程手册(附答案):实验课程基于一款专门用于教学的被称为Arm Education Core的5级处理器,它需要用Verilog进行编写并且可以运行Armv8-A 编汇指令的子集。实验课程提供了完整的演示和实现计算机体系结构概念的实践内容,例如使用Arm Education Core进行流水线操作,路径转发和停顿以及控制风险解决方案。

03 预备知识:数字电子学,基本的硬件描述语言(Verilog)并且熟悉基本的编汇语言。

二、课程目标

培养具备计算机体系结构基础课题和概念知识的,同时能够在Arm处理器上应用这些知识的学生。

此套件适用于电子与计算机工程系和计算机科学系的计算机体系结构相关入门级或中级课程。

三、学习成果

  • 认知层面

1.计算机设计的基础知识,包括简单的处理器,指令集架构以及Arm指令集架构的关键特征。
2.计算机体系结构设计中超级流水线和超标量处理器的组件功能以及优缺点。
3.计算机体系结构设计中的内存功能,类型和层次。
4.计算机体系结构设计中缓存的用途,功能,类型和性能分类。
5.多核处理器的功能,包括多核通信,高速缓存一致性和内存一致性的相关概念。
6.多线程的功能以及优缺点,包括多任务处理,交错多线程,阻塞多线程和同步多线程的相关概念。

7.选择数据级并行作为计算机体系结构的功能和优势,包括向量处理器,单指令流多数据流(SIMD)和图形处理器(GPU)。

  • 理论层面

1.描述“计算机体系结构”的含义以及讨论历史和未来计算机体系结构趋势的能力。

2.解释基础处理器流水线的实现,包括评估风险和性能的能力。

3.解释高级处理器流水线的实现,包括分支处理,处理异常和流水线限制的能力。

4.解释现代SoC设计的组成部分,主要功能,设计考量以及优点的能力

  • 实践层面

1.利用命令工具和示例代码确保实验课程的软件工具设置成功,包括Icarus Verilog,用于A-profile架构的GNU工具链(包括GCC编译器)和GTKWave。

2.使用Armv8-A AArch64指令的子集编写汇编代码并在Arm Education Core处理器上进行仿真。

3.将Armv8-A指令子集的编码分类为用来解释指令操作的特定字段。

4.使用Arm Education Core演示取指令和指令解码阶段中关键组件的功能和行为。

5.使用Arm Education Core演示指令执行,访存和写回阶段中关键组件的功能和操作。

6.使用Arm Education Core实现简单的流水线操作。

7.使用Arm Education Core实现路径转发来解决先写后读(RAW)的数据风险问题。

8.使用Arm Education Core实现停顿以及控制风险解决方案,并评估功率、性能和面积

四、教学大纲

1.计算机体系结构介绍

2.计算机设计基础

3.流水线

4.流水线分支和限制

5.指令级并行运用

6.内存

7.缓存

8.多核

9.多线程

10.Vector,SIMD,GPU

11.SoC研究案例

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