Category: Courses

RISC-V Tabanlı İşlemci Tasarımı: Bu proje kapsamında başlangıç tasarım verilen bir RISC-V işlemcisinin ALU ve instruction decoder blokları temel SystemVerilog dili özellikleri kullanılarak tasarım ve doğrulama çalışmaları yapılacaktır.

Proje detayları için tıklayınız.

2023 Project:
http://www.levent.tc/files/courses/digital_design/project/fb_cpu_en.pdf

http://www.levent.tc/files/courses/digital_design/project/CompArchitecture_project_specs.pdf

Hafta	Konu	İndirme
1	Giriş
2	Mantık Kapıları ve Aritmetiği
3	Kombinasyonel ve Ardışık Devreler
4	Sonlu Durum Makinaları
5	Bellekler
6	RISC-V İşlemcisi
7	Pipelining ve Performans
8	Vize
9	RISC-V İşlemci Tasarımı
10	Resmi Tatil	
11	RISC, CISC ISA
12	Cache’ler
13	Virtual Memory
14	Paralelizm, Çok Çekirdek ve Senkronizasyon
15	Final

Hafta	Konu	Tarih
1	Giriş
2	Mantık Kapıları ve Aritmetiği
3	Kombinasyonel ve Ardışık Devreler
4	Sonlu Durum Makinaları
5	Bellekler
6	RISC-V İşlemcisi
7	Pipelining ve Performans
8	Vize	Sınav Haftası
9	RISC-V İşlemci Tasarımı
10	Resmi Tatil
11	RISC, CISC ISA ve Çağrılmalar, Assembler, Linker ve Loader’lar
12	Cache’ler
13	Virtual Memory, Sistem Çağrıları ve Interrupt’lar
14	Paralelizm, Çok Çekirdek ve Senkronizasyon
15	Final	Sınav Haftası

Ders Açıklaması

Bu ders temel mantık kapıları, kombinasyonel ve ardışık devreler, sonlu durum makinaları, bellekler, RISC-V işlemci komut seti, pipelining ve performans, RISC, CISC, ISA, assembler, linker, loader, cache’ler, sanal bellek, interruptlar, paralelizm, giriş ve çıkış elemanları konularını içermektedir. Ders kapsamında başlangıç tasarım verilen bir RISC-V işlemcisinin kontrol ve ALU blokları temel SystemVerilog dili özellikleri kullanılarak tasarım ve doğrulama çalışmaları yapılacaktır. 

Ders Saatleri (Teorik + Lab)

Cuma 9.00-13.00

Öğretim Elemanları ve Ofis Saatleri

Dr. Öğr. Üyesi Vecdi Emre Levent, Ofis 311 – Cuma 16.00-17.00

Arş. Gör. Uğur Özbalkan, Ofis 311 –  Salı 16.00-17.00

Ön Gereksinimler

Yok

Yardımcı Kaynaklar

Dersin referans kaynakları aşağıda listelenmektedir.

• Computer Organization and Design RISC-V Edition, David A. Patterson, Morgan Kaufmann, 2017
• Digital Design and Computer Architecture: ARM Edition, Sarrah Harris, Morgan Kaufmann, 2015
• Digital Design and Computer Architecture, David Harris, Morgan Kaufmann, 2012
• Modern Computer Architecture and Organization: Learn x86, ARM, and RISC-V architecture, Jim Jedin, Packt Publishing, 2020

Yazılımlar

Xilinx Vivado 2019.1

Dersler

Dersin haftalık 2 saat teorik, 2 saat laboratuvar bölümü bulunmaktadır. Öğretim üyesi tarafından verilen ders materyallerinin ders öncesi incelenip, ders sonrasında ise tekrar edilmesi beklenmektedir. 

Öğrenim Çıktıları

• Boruhattı ile Performansa Dayalı Tasarım
• RISC, CISC Mimarileri
• Bilgisayar Organizasyonu
• RISC-V İşlemcisi Tasarımı

Quizler

Dönem içerisinde iki adet quiz yapılacaktır. 30 dk süre verilecektir. Quiz tarihi bir hafta önceden duyurulacaktır. 

Notlandırma

Derslere %80 oranında devam zorunludur.

Dönem notu; vize, lablar, ödevler, proje ve final sınavı ile belirlenecektir. Değerlendirme yüzdeleri aşağıdaki tabloda verilmiştir.

Faaliyetler	Oranlar
Vize	%20
Ödev/Quiz	%10
Lab	%15
Proje	%25
Final	%30
Bonus	5 Puan’a kadar

Ödev ve quizlerin teslim saati üzerinden her geçen saat için 5 puan kesilecektir.

Dönem sonu notunun karşılık geldiği ağırlık ve harf notu aşağıdaki tabloda verilmiştir.

Dönem Notu	Ağırlık	Harf Notu
90-100	4.00	AA
85-89	3.50	BA
80-84	3.00	BB
75-79	2.50	CB
65-74	2.00	CC
50-64	1.50	DC
45-49	1.00	DD
0 -44	0	FF

Beklenen Efor

Öğrencinin dönem içinde göstermesi beklenen efor tablosu aşağıda verilmiştir.

İçerik	Saat	Kaç Defa	Ara Toplam
Derse Hazırlık	2	14	28
Ders Tekrarı	2	14	28
Ödev	4	6	24
Proje	48	1	48
Sınıf Dersi	4	14	56
Ara Sınav ve Final	24	2	48

Öğrenciler dersten başarılı olmak için dönem boyunca ortalama 232 saat harcamaları beklenmektedir.

Kodlama Ödevleri

Kodlama ödevlerinin notlandırılması, kodun doğruluğu, kalite ve algoritmik gerçeklemedeki detayları incelenerek yapılacaktır.

Doğruluk

Verilecek her bir ödev için test girişi ve beklenen çıkışlar paylaşılacaktır. Ancak ödev kontrolü yapılırken sizinle paylaşılmamış başka test durumları da denenecektir. Çalışma zamanı, beklenenden çok uzun süren kodlar yanlış olarak değerlendirilebilir.

Teori

Kod, istenen algoritmanın tasarımı olmalıdır. En optimum çözüm beklenmemektedir. Ancak bellek ve çalışma zamanı beklenenden çok fazla olmamalıdır.

Yazılı Ödevler

Ödev kendi el yazınız ile yazılmalıdır. Ödev cevap kağıtının üzerinde, dersin adı, öğrenci adı ve soyadı, öğrenci numarası ve tarih bulunmalıdır. 

Akademik Dürüstlük

Ödevin amacı, ders hakkında derinlemesine araştırma yapmayı öğrenmek ve pratik bilgiler kazanmayı sağlamaktır. Verilen ödevler hakkında, diğer öğrenciler ile birlikte çalışma teşvik edilmektedir. Çalışma grubu oluşturan öğrenciler, kendi başına çalışan öğrencilere göre sınavlarda daha başarılı olmaktadırlar. 

Ancak bir ödevi çözmek için başkaları ile birlikte çalışsanız bile, her bir sorunun çözümünü yardım almadan kendiniz yapmalısınız. Çözümünüzü bir araştırma yolu ile elde ederseniz (örn. bir internet araması), çözümü kendi cümle ve/veya kodunuz ile ifade etmelisiniz. Çözümü sözlü olarak sorulduğunda, öğrencinin açıklayabilmesi beklenmektedir. 

Verilen ödev bir kod ise, kendinizin yazması gerekmektedir. Hata ayıklamada başkalarından yardım alabilirsiniz. Kodda intihal tespiti için manuel ve otomatik mekanizmalar kullanılacaktır. İntihal, sınav içi kopya ve benzeri davranışlar disiplin yönetmeliğine göre cezalandırılır.