Tßτλος του μαθÞματος | ΑρχιτεκτονικÞ Ηλεκτρονικþν Υπολογιστþν – Σχεδßαση Ψηφιακþν ΣυστημÜτων με VHDL
Κωδικüς αριθμüς μαθÞματος | ELC105
Τýπος του μαθÞματος | Υποχρεωτικü
Επßπεδο του μαθÞματος | Μεταπτυχιακü
¸τος σπουδþν | 1o
ΕξÜμηνο | 1o
ΠιστωτικÝς μονÜδες ECTS | 6
¼νομα του διδÜσκοντος/των διδασκüντων | Ευ. Ζυγοýρης, Αν. ΚαθηγητÞς Δ. ΜπακÜλης, Επ. ΚαθηγητÞς
Επιδιωκüμενα μαθησιακÜ αποτελÝσματα του μαθÞματος | Στο τÝλος αυτοý του μαθÞματος ο φοιτητÞς θα μπορεß να ΣχεδιÜσει ψηφιακÜ κυκλþματα και συστÞματα χρησιμοποιþντας τη γλþσσα περιγραφÞς υλικοý VHDL. ΑπαριθμÞσει τα υποσυστÞματα απü τα οποßα αποτελεßται Ýνα υπολογιστικü σýστημα καθþς και την διασýνδεσÞ τους.
Δεξιüτητες | Στο τÝλος αυτοý του μαθÞματος ο φοιτητÞς θα Ýχει περαιτÝρω αναπτýξει τις ακüλουθες δεξιüτητες: 1. Ικανüτητα να επιδεικνýει γνþση και κατανüηση των ουσιωδþν εννοιþν, αρχþν και θεωριþν που σχετßζονται με την αρχιτεκτονικÞ υπολογιστþν και τη σχεδßαση ψηφιακþν συστημÜτων. 2. Ικανüτητα να εφαρμüζει αυτÞ τη γνþση και κατανüηση στη λýση ποιοτικþν και ποσοτικþν προβλημÜτων μη οικεßας φýσης. 3. Ικανüτητα να υιοθετεß και να εφαρμüζει μεθοδολογßα στη λýση μη οικεßων προβλημÜτων. 4. Δεξιüτητες μελÝτης που χρειÜζονται για τη συνεχÞ επαγγελματικÞ ανÜπτυξη. 5. Ικανüτητα να αλληλεπιδρÜ με Üλλους σε προβλÞματα ενδü- Þ δι-επιστημονικÞς φýσης.
ΠροαπαιτÞσεις | Δεν υπÜρχουν προαπαιτοýμενα μαθÞματα. Οι φοιτητÝς πρÝπει να Ýχουν τουλÜχιστον βασικÝς γνþσεις ψηφιακþν ηλεκτρονικþν και αρχιτεκτονικÞς υπολογιστþν.
Περιεχüμενα (ýλη) του μαθÞματος | · ΑρχιτεκτονικÝς συνüλου εντολþν. ΟργÜνωση υπολογιστþν. ΚεντρικÞ ΜονÜδα Επεξεργασßας: ΟργÜνωση, καταχωρητÝς, σωρüς, τρüποι αναφορÜς στην μνÞμη, μορφÞ εντολþν. ΑριθμητικÞ για υπολογιστÝς: ΑριθμητικÞ και κυκλþματα αριθμþν σταθερÞς υποδιαστολÞς (fixed point). ΑριθμητικÞ και κυκλþματα αριθμþν κινητÞς υποδιαστολÞς, (floating-point). Σχεδßαση κεντρικÞς μονÜδας επεξεργασßας. Μικροπρογραμματισμüς. ΜνÞμη: ΟργÜνωση, κατηγορßες μνÞμης, ιεραρχßα μνÞμης, κρυφÞ και ιδεατÞ μνÞμη. Pipeline αριθμητικÞς και εντολþν. Εßσοδος/¸ξοδος: ΟργÜνωση, σýγχρονη και ασýγχρονη επικοινωνßα, διακοπÝς, DMA, μονÜδες διασýνδεσης. · ΕπεξεργαστÝς CISC ΕπεξεργαστÝς RISC: Παραδεßγματα, συγκριτικÞ παρουσßαση, υπÝρ και κατÜ. ΠολυεπεξεργαστÝς: ΔιατÜξεις, οργÜνωση, προγραμματισμüς. · ΕισαγωγÞ στη γλþσσα περιγραφÞς υλικοý VHDL. ΛογικÞ σχεδßαση κυκλωμÜτων, περιγραφÞ και εξομοßωσÞ τους με χρÞση της VHDL και του Quartus II της ALTERA. · ΕργαστηριακÞ εξÜσκηση: Σχεδßαση και περιγραφÞ σε γλþσσα VHDL μßας πολý απλÞς κεντρικÞς μονÜδας επεξεργασßας. Υλοποßηση με χρÞση της εκπαιδευτικÞς /αναπτυξιακÞς κÜρτας DE2 της Altera.
Συνιστþμενη βιβλιογραφßα προς μελÝτη | · J. Carpinelli, Computer Systems Organization & Architecture, Addison Wesley, 2001. · D. Patterson & J. Hennessy, Computer Organization and Design, Morgan Kaufmann, 2005. · J. Hamblen, T. Hall & M. Furman, Rapid Prototyping of Digital Systems (SoPC edition), Springer, 2008. · S. Brown & Z. Vranesic, Σχεδßαση Ψηφιακþν ΣυστημÜτων με τη γλþσσα VHDL, Τζιüλας, 2001. · D. Patterson & J. Hennessy, ΟργÜνωση και Σχεδßαση Υπολογιστþν, Η διασýνδεση Υλικοý και Λογισμικοý,3η Ýκδοση, ΚλειδÜριθμος, 2006. · D. Patterson & J. Hennessy, ΑρχιτεκτονικÞ Υπολογιστþν,3η Ýκδοση, Τζιüλας, 2008. · Ε. Ζυγοýρης, Σχεδßαση Ψηφιακþν ΚυκλωμÜτων με χρÞση της VHDL, ΕργαστηριακÝς ΑσκÞσεις, ΕργαστÞριο ΗλεκτρονικÞς, ΤμÞμα ΦυσικÞς, Παν/μιο Πατρþν, 2008. · Στ. ΣουραβλÜς & Μ. Ρουμελιþτης, ΨηφιακÜ ΣυστÞμÜτα, Μοντελοποßηση και Προσομοßωση με τη γλþσσα VHDL, Τζιüλας, 2008.
ΔιδακτικÝς και μαθησιακÝς μÝθοδοι | Παραδüσεις με χρÞση παρουσιÜσεων σε MS Powerpoint, φροντιστÞρια για επßλυση προβλημÜτων σχεδßασης, εργασßα σχεδßασης ψηφιακοý συστÞματος σε ομÜδες των δýο, πρακτικÞ εξÜσκηση στους υπολογιστÝς.
ΜÝθοδοι αξιολüγησης/βαθμολüγησης | 1) ΠαρÜδοση εργασßας σχεδßασης ψηφιακοý συστÞματος απü ομÜδες των δýο φοιτητþν (30% του τελικοý βαθμοý) 2) ΕξÝταση στο εργαστÞριο (30% του τελικοý βαθμοý) 3) ΓραπτÞ εξÝταση (40% του τελικοý βαθμοý)
Γλþσσα διδασκαλßας | ΕλληνικÜ. Mποροýν üμως να γßνουν οι παραδüσεις στην αγγλικÞ γλþσσα στην περßπτωση που αλλοδαποß φοιτητÝς παρακολουθοýν το πρüγραμμα.