《微處理器系統(tǒng)設計課程設計》教學大綱CourseDesignofMicroprocessorSystemDesign課程編號：DZ240130先修課程：計算機設計與實踐總學時數：2周考核方式：系考執(zhí)筆者：劉有耀適用專業(yè)：集成電路設計與集成系統(tǒng)學分數：2實驗（上機）學時：2周編寫日期：2012-07-8一、課程性質和任務本課程設計是計算機組成與設計課程的實踐教學環(huán)節(jié)，其目的是使學生通過硬件描述語言設計以MIPS□□□□□□□和多周期微處理器設計的基本原理并建立整機概念，掌握通過狀態(tài)機描述進行處理器控制單元設計的基本方法，并且通過SoC的設計掌握FPGA□□□□□□□真調試方法，掌握通過硬件描述語言實現硬件電路的方法，培養(yǎng)學生的硬件設計、調試和運行維護等多方面的技能，同時訓練一定的工程設計能力。本課程設計是計算機組成與設計課程的實踐教學環(huán)節(jié)，其目的是使學生通過硬件描述語言設計以MIPS□□□□□□□和多周期微處理器設計的基本原理并建立整機概念，掌握通過狀態(tài)機描述進行處理器控制單元設計的基本方法，并且通過SoC的設計掌握FPGA□□□□□□□真調試方法，掌握通過硬件描述語言實現硬件電路的方法，培養(yǎng)學生的硬件設計、調試和運行維護等多方面的技能，同時訓練一定的工程設計能力。也使學生系統(tǒng)科學地受到分析問題和解決問題的訓練。二、課程教學內容和要求主要內容：主要包括指令系統(tǒng)的設計、指令流程的設計、運算器設計、寄存器設計、多周期微處理器的微控制器設計、 微處理器輔助電路設計、 微處理器□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□ SoC的整體設計與調試。基本要求： □□□□□□□□□□□□□□□□ MIPS□□□□□□□□□□□,□□□FPGA實現SoC□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□令系統(tǒng)以及處理器的設計方法。重點：通過SoC□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□及FPGA□□□□□□難點：多周期微處理器的工作原理和多周期微處理器控制器的設計與實現以及SoC□□□□□□□□□□具體內容及要求如下：

1）課堂講解，學生選擇設計題目，熟悉實驗內容（1）課堂講解，學生選擇設計題目，熟悉實驗內容（6學時）主要介紹MIPS指令系統(tǒng)、 MIIPS處理器結構、MIPS處理器的SoC整體結構，可綜合VerilogHDL語言簡介、 基于VerilogHDL□□□□□□□□□□□□□□仿真平臺及驗證平臺簡介等。2）指令系統(tǒng)設計和指令流程設計以及數據通路設計（ 12學時）□□□□□MIPS□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□類的處理器數據通路設計以及處理器總體通路設計。3）微處理器基本單元設計以及微處理器的多周期設計（ 12學時）著重介紹通過硬件描述語言實現微處理器基本單元模塊設計的方法，進行寄存器設計、運算器設計等微處理器的多周期設計。4）微處理器的控制單元設計以及微處理器的仿真與調試（ 12學時）著重介紹通過狀態(tài)機描述方法進行多周期微處理器控制其單元的設計以及使用仿真工具對微處理器進行仿真與調試。5）外圍電路的設計以及 SoC□□□□□□□ 12學時）□□□□□FPGA□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□ IO接口設計、SoC的設計與仿真以及 SoC在FPGA□□□□□□行。SoC的驗收和評分（ 6學時）主要考查學生對設計內容以及設計方法的了解情況，考查學生對流水線微處理器的工作原理和設計方法的理解程度。 依據學生對設計內容的理解程度、 所實現微處理器指令系統(tǒng)的難易程度以及實現 SoC外圍功能的豐富程度進行驗收和評分。三、各教學環(huán)節(jié)的學時分配本課程設計屬于實踐課程， 教學環(huán)節(jié)集中安排在 2周進行。 為保證達到預計的教學目的， 課程設計可以分組進行， 以小組為單位分別進行資料的收集、 方案論證、實驗及改進。具體實踐教學的學時分配如下表：章節(jié) 、一主要內容學時分配講課習題課實驗上機合計第一部分課堂講解， 學生選擇設計題叫 熟悉實驗內容66第二部分指令系統(tǒng)設計和指令流程設計以及數據通路設計6612第三部分微處理器基本單元設計以及微處理器的多周期設計6612第四部分微處理器的控制單元設計以及微處理器的仿真與調試6612第五部分外圍電路的設計以及 SoC的調試和運行6612第六部分SoC的驗收和評分6合計6243060四、實驗部分教學內容和要求1、實驗所需設備及材料序號環(huán)境、設備名稱數量備注1FPGADD01每人一套2PC機及相關軟件1五、本課程與其它課程的聯系□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□ FPGA技術、SoC□□□□□□□, □□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□ CPU以及片上計算機系統(tǒng)，為后續(xù)嵌入式系統(tǒng)學習和畢業(yè)設計打下基礎。六、建議教材及參考資料建議教材：[1]自編課程設計指導書 .參考資料：[1]楊軍.基于QuartusII□□□□□□□□□□□□□□□□□ .北京：科學出版社.2011年1月.[2]蔣麗華.基于EDA□□□□