Disseny del Processador

Crèdits
6
Tipus
Complementària d'especialitat (Computació d'Altes Prestacions)
Requisits
Aquesta assignatura no té requisits , però té capacitats prèvies
Departament
AC
Web
http://jarnau.site.ac.upc.edu/PD/
This course offers a more advanced treatment of digital design in the context of microprocessors. Students are introduced to a design methodology which encompasses the range from architectural and logic models to system simulations. The course includes the design flow: logic synthesis, placement and routing; design verification; computer-aided digital system modeling, performance and power estimation, and design implementation with field programmable gate arrays. Alternative implementations (ASICs, PLAs) will also be discussed.

Professorat

Responsable

  • Roger Espasa Sans (roger@ac.upc.edu)

Altres

  • Leonidas Kosmidis (lkosmidi@ac.upc.edu)

Hores setmanals

Teoria
2
Problemes
0
Laboratori
2
Aprenentatge dirigit
0
Aprenentatge autònom
5.33

Competències

Competències Tècniques de cada especialitat

Computació d'altes prestacions

  • CEE4.1 - Capacitat d'analitzar, avaluar i dissenyar computadors i proposar noves tècniques de millora en la seva arquitectura.

    • Competències Tècniques Generals

    Genèriques

  • CG1 - Capacitat per aplicar el mètode científic en l'estudi i anàlisi de fenòmens i sistemes en qualsevol àmbit de la Informàtica, així com en la concepció, disseny i implantació de solucions informàtiques innovadores i originals.

    • Competències Transversals

    Treball en equip

  • CTR3 - Ser capaç de treballar com a membre d'un equip, ja sigui com a un membre més, ja sigui realitzant tasques de direcció, amb la finalitat de contribuir a desenvolupar projectes d'una manera pragmàtica i amb sentit de la responsabilitat; assumir compromisos tenint en compte els recursos disponibles.

    • Raonament

  • CTR6 - Capacitat de raonament crític, lògic i matemàtic. Capacitat de resoldre problemes en la seva àrea d'estudi. Capacitat d'abstracció: capacitat de crear i utilitzar models que reflecteixin situacions reals. Capacitat de dissenyar i realitzar experiments senzills, i analitzar-ne i interpretar-ne els resultats. Capacitat d'anàlisi, de síntesi i d'avaluació.

    • Bàsiques

  • CB6 - Que els estudiants sàpiguen aplicar els coneixements adquirits y la seva capacitat de resolució de problemes en entorns nous o poc coneguts dins de contexts més amplis (o multidisciplinaris) relacionats amb la seva àrea d'estudi.

    • Objectius

    1. To understand and implement a simple pipelined processor.
      Competències relacionades: CG1, CEE4.1, CB6, CTR3, CTR6,
    2. To program skillfully in a hardware description language
      Competències relacionades: CB6, CTR6,
    3. To understand the intricacies of advanced microprocessor structures such as the memory hierarchy, branch prediction, out-of-order execution and multithreading (among other).
      Competències relacionades: CG1, CEE4.1, CB6, CTR6,

    Continguts

    1. Historical Perspective
      Description of how processor design has evolved through the technology changes from mechanical devices to the current FinFET transistors.
    2. Technology-Aware Processor Design
      Introduction to the quantification and evaluation of technology-related metrics such as area, power and timing.
    3. Processor Design Cycle and Fabrication
      Description of the VLSI Design stages including an introduction to placement and routing techniques.
    4. Memory Hierarchy
      Introduction to the efficient construction of on-chip memory structures. Design choices. Performance and power consumption.
    5. Modern Processor Architectures
      Description and implementation of state-of-the-art processor architectures such as superscalar, multithreading or chip-multiprocessors

    Activitats

    Activitat Acte avaluatiu


    Eines de Disseny i Simulació

    Aprenentatge de les eines d'especificació i simulació de circuits lògics. Repàs del funcionament i característiques bàsiques dels components del camí de dades d'un processador.
    Objectius: 1 2
    Teoria
    0h
    Problemes
    0h
    Laboratori
    0h
    Aprenentatge dirigit
    0h
    Aprenentatge autònom
    0h

    Metodologia docent

    The main concepts of processor architecture will be introduced in the lectures. In the interactive problem-solving classes the students will participate into applying the concepts learned into real world designs. Finally, the students will complete their learning experience with the lab sessions where they will put in practice the concepts learned in the lectures and applied in the problem-solving classes.

    Mètode d'avaluació

    El curs té tres notes:
    1) Laboratori (Lab)
    2) Presentació treball teoria (T)

    La nota final de l'assignatura es calcularà com: 0,8 x Lab + 0,2 T

    Bibliografia

    Bàsic