計算機システム実験

プロセッサの設計開発

1.    担当教官

和田耕一, wadaの後に＠cs.tsukuba.ac.jp (内線5512, 総B1105)

2.    Teaching Assistants

川口慎介（システム情報工学研究科）, kawaguchiの後に＠padc.cs.tsukuba.ac.jp (内線5386)
伊藤翼(補助)（情報学群情報科学類）, itohの後に＠padc.cs.tsukuba.ac.jp (内線5386)

3.    実施学期

4.    実験概要

実際にプロセッサの設計・開発を行うことで、プロセッサの構成と動作について学ぶ。

設計には、パーソナルコンピュータ上のCADを用いる。通常のソフトウエア開発のように、ハードウェア記述言語でハードウェアの動作を記述し、コンパイルすることで、論理回路が合成され、内部の配線が生成される。

設計データは、プログラム可能な論理素子FPGA(Field Programmable Gate Array)にダウンロードすることで、設計したハードウェアができあがる。

近年、FPGAの容量は急速に大きくなっており、一つのFPGAでプロセッサを実現できるようになってきている。

本実験では、完成間近のプロセッサに修正を加える形で、オリジナルなプロセッサを開発する。さらに、パイプライン処理などの高速化技法を取り入れたプロセッサの開発へと発展させる。

5.    関連科目

計算機アーキテクチャ (3,4年生; 1学期)

6.    備考

この実験は、設計、シミュレーション、実際の回路動作まで、すべてコンピュータ上でCADソフトウェアを用いて行うことになる。前半部は、CADソフトウェアの使い方の習得を中心に、いくつかの簡単な演習を段階的に行う。