信息技术在当今社会发挥着越来越重要的作用,CPU作为核心技术之一,它的结构原理是从业人员必备的专业基础知识。同学们真正学懂CPU是怎么执行指令的,将为他们今后在软件、芯片、高性能计算等领域的进一步学习打下基础。
课程以行业最新的且极具发展潜力的开放RISC-V为CPU设计的目标,从基本的逻辑电路设计开始,逐步构成计算机部件,最终汇聚为CPU。通过课程的学习和训练,基本掌握使用用于FPGA逻辑电路设计的工业设计软件,并了解设计优化方法;基本掌握Verilog/SystemVerilog硬件描述语言,能够用硬件描述语言设计逻辑电路和计算机部件,从设计的角度深刻理解CPU硬件结构和指令系统之间的内在联系;同学完成设计挑战的同时,了解了计算机硬件行业生态,提升了动手能力和分析问题、解决问题的能力,培养了想象力和创新意识。
本课程采用“范例-任务”教学法,每一个实验项目都经过精心的设计,先给出一个参考范例,再布置一个相关的设计任务,配合视频讲解和演示;实验项目之间环环相扣、循序渐进,从最简单的门电路开始,逐步完成运算器、控制器等计算机核心部件,尝试流水线设计,最后造出一台朴实完整的模型计算机,在该模型计算机上调试指令的执行,一步步、手把手地帮助同学像搭积木一样逐渐完成CPU设计。
课程使用基于真实实验板的远程FPGA实验平台,同学在线上可以获得真实设备的实验数据,可以根据设计需要定制实验操作界面,这套教学实验平台的搭建是我们多年来持续思考与实践的成果,与慕课平台配合,能够实现完全线上的硬件实验。
Q : 本课程是完全线上的吗?
A : 本课程的所有教学资料(实验指导、实验材料、辅导视频等)均在慕课平台上,实验在远程FPGA实验平台完成,从这个意义上说,是可以完全线上的。但是,在江苏大学教务系统选课的同学仍然需要去机房上机,主要功能是辅导答疑和现场检查完成情况,对这部分同学来说,是线上线下混合的。
Q : 没有教材吗?
A : 没有纸质教材。实验指导等资料均在慕课平台发布。Verilog和SystemVerilog部分可以自己找参考书,本课程第1周的资料中也提供了一本简明教程。