处理器微体系结构COMP22111

课程内容：

本课程旨在巩固和拓展大一所学的数字硬件开发技能。课程采用了全球用于芯片开发的行业标准工具和语言。

课程目标：

本课程旨在以COMP12111中介绍的概念为基础，进一步加深学生对现代计算系统操作的理解。

教学大纲：

本课程的重点是实践工作。与COMP12111相比，内容更加深入，扩展了各种概念，特别是包含控制和数据路径的顺序系统设计。关键在于开始研究 CMOS 逻辑的实际实现。后面的内容将更多地关注实现的各个方面（CAD 工具、测试、定时和时钟等），然后继续学习专业架构、更多硬件设计实例以及 CMOS 以外处理器设计的未来。课程结束时，学生将对数字系统的实现、当前技术的局限性以及未来可能采用的技术有很好的了解。

学习成果：

成功完成本课程后，学生将能够：

1、探索顺序系统的运行并设计此类系统。

2、讨论 Verilog 语言的主要特点，并能够实现和测试顺序数字系统。

3、解释处理器设计从指令集架构到 Verilog 实现的各个阶段。

4、解释 CMOS 逻辑中简单逻辑功能的设计和运行，并讨论与 CMOS 相关的问题。

5、分析设计因素如何影响复杂数字系统的设计和性能。

6、描述专用计算单元的实例，如协处理器、浮点单元、GPU、FPGA、矢量扩展、人工智能加速器以及 CMOS 以外的系统，并找出其相对优缺点。

7、揭示 CAD 工具堆栈的重要部分，包括逻辑合成和测试以及布局和布线算法。