在前3个实验的基础上,设计5级流水线处理器,实现大部分MIPS指令集软硬件正确运行,控制单元,分支预测,转发和延迟功能等。 5)第8、9周:高速缓存设计(包括指令缓存和数据缓存)。5级流水线处理器集成缓存,实现MIPS大部分指令集软、硬件正确运行。 6)第10、11、12周:双核处理器设计。设计缓存联控单元(使用有限状态机实现MSI算法),控制双核5级流水线处理器,双指令缓存,双数据缓存,单一内存,实现MIPS大部分指令集软、硬件正确运行。 ECE43700是大四的1门系统结构课程实验,实验内容为使用硬件设计语言设计和实现1个双核处理器,并在可编程器件FPGA上下载运行。在具体的实验安排上,实验被划分成若干个具体步骤,从部件设计到单周期处理器设计,再到流水线处理器设计,最后引入高速缓存,直至完成双核处理器的设计。整个过程中实验内容逐步深入,要求也十分明确,既便于学生循序渐进地开展实验,也便于控制进度。在实验工作量方面,学生需要完成单周期、流水线和双核三种处理器的设计,工作量十分饱满,能很好地提高学生硬件设计能力和实际工程能力。在实验环境和支撑方面,实验室提供了强大的实验开发平台,并配备了先进的实验辅助测量仪器,为学生提供了很好的实验保障,使实验能够顺利完成。 4实验管理在实验的具体管理方面,各个学校都投入了很多的人力和物力,以保障课程实验能够顺利开展。通过对各学校实验管理的调研,我们认为虽然他们各有特色,但也有以下几个共同点: 1)同实验安排一样,为了控制实验进度,将整个实验细分成若干个步骤,并设置相应的检查点,规定各检查点应该完成的任务,学生需要在检查点之前完成相应的任务,教师或助教会根据学生完成情况安排实验辅导等,这样就能够很好地控制整个实验的进度,实现目标化管理。在检查过程中,教师一般会安排学生作实验报告,讲解自己的进度、遇到的困难以及解决方案等,锻炼学生的表达能力。
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