Архитектура проектирования процессора

В курсе изучается устройство микропроцессора и его основных структурных элементов, построение их поведенческих моделей с использованием языка описания аппаратуры VHDL. Рассматриваются основные языковые средства VHDL, некоторые особенности синтеза и верификации цифровых устройств.

1. Харрис Дэвид М., Харрис Сара Л. «Цифровая схемотехника и архитектура компьютера»
2. П . Н . Бибило ОСНОВЫ ЯЗЫКА VHDL Издание второе, исправленное и дополненное Москва СОЛОН-Р 2002 Рецензенты : доктор технических наук А . А . Петровский, доктор технических наук А . А . Прихожий, кандидат технических наук Д . И . Черемисинов П . Н . Бибило Основы языка VHDL - М. 

Знание основ цифровой электроники (логические элементы), понимание простейших принципов работы комбинационных (дешифраторы, мультиплексоры и т.д.) и последовательностных (триггеры, память) цифровых устройств.

Модуль 1. Вводная часть

Урок 1. История микропроцессорной техники.

Модуль 2. Общая структура микропроцессора и формирование команд

Урок 1. Общая структура микропроцессора.

Урок 2. Команды, форматы команд, взаимодействие модулей.

Модуль 3. Работа процессора и методы увеличения производительности

Урок 1. Выполнение программы микропроцессором

Урок 2. Повышение производительности процессора. Конвейер.

Модуль 4. Средства разработки цифровых устройств

Урок 1. Введение в VHDL и программируемую логику.

Урок 2. Введение в VHDL и программируемую логику. Продолжение.

Модуль 5. Создание модели арифметико-логического устройства

Урок 1. Общая структура и принцип работы АЛУ.

Урок 2. Построение модели АЛУ.

Урок 3. Верификация модели АЛУ.

Модуль 6. Создание модели регистров общего назначения и стека

Урок 1. Общая структура и принцип работы РОН и стека.

Урок 2. Построение модели и её верификация.

Модуль 7. Создание модели системы выборки команды

Урок 1. Общая структура и принцип работы системы выборки команды.

Урок 2. Построение модели системы выборки команды и её верификация.

Модуль 8. Создание модели устройства управления

Урок 1. Общая структура и принцип работы УУ.

Урок 2. Построение модели УУ и её верификация.

Модуль 9. Создание модели микропроцессора

Урок 1. Объединение модулей в единую модель. Часть 1.

Урок 2. Объединение модулей в единую модель. Часть 2.

Урок 3.  Верификация модели микропроцессора.

Модуль 10. Создание программ для микропроцессора

Урок 1. Оптимизация модуля памяти программ.

Урок 2. Создание программного кода.

Знание структуры микропроцессора, его основных элементов и их назначений;

Знание синтаксиса VHDL, его основных конструкций.

Умение создавать несложные цифровые устройства при помощи VHDL и верифицировать их работу;

Умение создавать многокомпонентные цифровые устройства и верифицировать их работу.