Diseño del Procesador

Créditos
6
Tipos
Complementaria de especialidad (Computación de Altas Prestaciones)
Requisitos
Esta asignatura no tiene requisitos , pero tiene capacidades previas
Departamento
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.

Profesorado

Responsable

Otros

Horas semanales

Teoría
2
Problemas
0
Laboratorio
2
Aprendizaje dirigido
0
Aprendizaje autónomo
5.33

Competencias

Competencias Técnicas de cada especialidad

High performance computing

  • CEE4.1 - Capacidad de analizar, evaluar y diseñar computadores y proponer nuevas técnicas de mejora en su arquitectura.

    • Competencias Técnicas Genéricas

    Genéricas

  • CG1 - Capacidad para aplicar el método científico en el estudio y análisis de fenómenos y sistemas en cualquier ámbito de la Informática, así como en la concepción, diseño e implantación de soluciones informáticas innovadoras y originales.

    • Competencias Transversales

    Trabajo en equipo

  • CTR3 - Ser capaz de trabajar como miembro de un equipo, ya sea como un miembro más, o realizando tareas de dirección con la finalidad de contribuir a desarrollar proyectos con pragmatismo y sentido de la responsabilidad, asumiendo compromisos teniendo en cuenta los recursos disponibles.

    • Razonamiento

  • CTR6 - Capacidad de razonamiento crítico, lógico y matemático. Capacidad para resolver problemas dentro de su área de estudio. Capacidad de abstracción: capacidad de crear y utilizar modelos que reflejen situaciones reales. Capacidad de diseñar y realizar experimentos sencillos, y analizar e interpretar sus resultados. Capacidad de análisis, síntesis y evaluación.

    • Básicas

  • CB6 - Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.

    • Objetivos

    1. Comprender el funcionamiento e implementar en bloques un procesador segmentado
      Competencias relacionadas: CG1, CEE4.1, CB6, CTR3, CTR6,
    2. To program skillfully in a hardware description language
      Competencias relacionadas: 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).
      Competencias relacionadas: CG1, CEE4.1, CB6, CTR6,

    Contenidos

    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

    Actividades

    Actividad Acto evaluativo


    Design and Simulation Tools

    First contact with the circuit design and simulation tools. Introduction to the basic functionalities and components needed to implement a simple microprocessor.
    Objetivos: 1 2
    Teoría
    0h
    Problemas
    0h
    Laboratorio
    0h
    Aprendizaje dirigido
    0h
    Aprendizaje autónomo
    0h

    Metodología docente

    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.

    Método de evaluación

    The course has three marks:
    1) Lab sessions (Lab)
    2) Presentation of a research topic (T)

    The final mark will be computed as: 0,8 x Lab + 0,2 T

    Bibliografía

    Básico