计算机系统综合课程设计教学大钢(课程设计类)
5页1、计算机系统综合课程设计教学大钢(课程设计类)课程设计名称:计算机系统综合设计英文名称:Comprehensive course of the computer system design课程编号:0901410面向专业:计算机应用课程总学时: 68 ;讲授学时 12 ;实验学时 56 ;课程学分: 1.5 ;先修课程:数字电路(含Verilog或VHDL语言)、计算机组成原理、硬件实验(CPU设计)、微型机系统与接口技术、单片机原理、计算机系统结构、编译原理、操作系统原理、C+语言程序设计本大纲主撰人:杨全胜 (Tel: 13851978092 ,E-mail:)一、 课程设计作用和具体目标本课程设计是在本科4年学习的基础上,进行的一次综合性的设计实践。本课程的开设时间是在大四的上学期,同学们经过3年多的学习和实践,无论在理论上还是实践上,在硬件上还是软件上,在系统角度还是应用角度都得到了不少的锻炼。在此基础上,本综合设计从系统设计的角度,通过对SOC(片上系统)的硬、软件设计,给学生一次综合的训练的机会。具体设计内容包括:1 理论部分l 作为一个实践课程,我们依然坚持理论在实践环节中
2、的指导作用,在理论课上,我们会从系统的角度和设计的角度,帮助学生分析以下的一些问题:l 计算机的各个部件是如何统一到一个整体之中,他们之间存在怎样的关系l 软件和硬件究竟存在怎样的关系l 如何一步步开始设计一个完整的系统l 如何评价一个设计的优劣l 多核处理器目前有哪些结构l Intel多核结构的特点分析l 双核处理器之间采用怎样的核间互连结构2 硬件设计部分 l CPU设计。设计一个可运行指定的31条MIPS指令的RISC型32位MiniSys微处理器,具有32位指令,16位地址线和32位数据线,32个32位寄存器。l 存储器设计。设计哈佛结构存储器,有独立的24KB的指令存储器和24KB的数据存储器。l 中断设计。设计2个中断源入口,两级中断优先级(可选,并可扩充)l 2个16位定时/计数器的设计l 44键盘控制器的设计l 4位7段LED数码管控制器的设计l 简单UART串行通信控制器的设计。 l 看门狗控制器的设计。l SoC芯片的设计。将上述设计结合成一个完整的SoC芯片。l 设计流水型MiniSys处理器。(可选)l 考虑增加乘法器和浮点运算单元。(可选)l 考虑Cache的
3、设计问题。(可选)l 考虑某种架构下简单双核处理器的设计。(可选)2、软件部分l 设计并实现MiniSys汇编器l 基本输入输出系统BIOS的设计(可选)l 硬件各部件测试程序的设计l 综合测试程序的设计l 探讨如何利用系统软件加强硬件功能(可选)l 总结软件与硬件合作设计中应该注意的问题(可选)l 设计MiniC 编译器。(可选)l 探讨如何在编译器一级提高程序效率(可选)l 探讨程序如何充分利用多核,软硬件该作何配合(可选)l 通过对Intel Compiler的分析,探讨编译优化方法(可选)l 通过对Intel VTune的分析,探讨Mini32系统代码跟踪技术(可选)l 考虑在多核处理器中,如何调度线程(可选)l 考虑有关进程调度的问题(可选)说明:从创新意识和探索精神培养方面考虑,鼓励学生超过基本要求,通过自主创新,完成更高层次的设计,其中的可选项只是作为自主创新中的一些新探索的提示,学生不受此限制,鼓励大家设计出技术更新、功能更强的系统。二、设计内容,学时分配与组织序号设计(或实践)项目名称内容提要学时分配每组人数备注1Verilog HDL介绍和实验教会学生使用Veril
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