Vsebina
• Uvod: arhitektura in organizacija računalnika, strukturni in funkcijski pogled na računalnik, kratka zgodovina računalnikov, razvoj arhitekture Intel x86, vgrajeni sistemi in ARM, primerjava arhitektur CISC in RISC, računanje v oblaku.
• Zmogljivost: smeri načrtovanja za povečanje zmogljivosti, večjedrni procesorji, grafične procesne enote, ocenjevanje zmogljivosti, zbirke testnih programov SPEC, Amdahlov zakon.
• Vrhnji pogled na delovanje računalnika: komponente računalnika, izvajanje programa, ukazni cikel, strojni cikli, prekinitve, strukture za medsebojne povezave, vodila, povezave od točke do točke.
• Pomnilnik: hierarhija pomnilnika, predpomnilnik, bralno-pisalni pomnilnik (DRAM, SRAM), bralni pomnilnik (ROM, PROM, EPROM, EEPROM), bliskovni pomnilnik (FLASH), napredne organizacije DRAM-a.
• Centralna procesna enota: nabori ukazov, značilnosti strojnih ukazov, tipi operandov in operacij (podrobno za Intel x86 in ARM), načini naslavljanja in formati ukazov (podrobno za Intel x86 in ARM).
• Orodja za načrtovanje in testiranje mikroračunalniške strojne opreme: logični analizatorji, simulatorji, emulatorji.
• Orodja za načrtovanje in testiranje mikroračunalniške programske opreme: zbirnik, prevajalniki visokih programskih jezikov, povezovalniki, nalagalniki, razhroščevalniki.
• Primeri načrtovanja mikroprocesorskih sistemov s poudarkom na komunikaciji med mikroprocesorjem in realnim okoljem kot tudi na integraciji strojne in programske opreme, napisane v zbirnem in visokem programskem jeziku.
Metode poučevanja in učenja
• predavanja,
• seminarske vaje,
• laboratorijske vaje,
• reševanje domačih nalog
Predvideni študijski rezultati - znanje in razumevanje
• pojasniti zgodovinski razvoj mikroračunalniških arhitektur,
• napisati programsko opremo za mikroprocesorski sistem v zbirniku in visokem programskem jeziku,
• analizirati in zasnovati strojno opremo manjšega sistema z mikroprocesorjem,
• pojasniti principe strojne opreme mikroračunalniškega sistema,
• izračunati in oceniti zmogljivost mikroprocesorskega sistema
Predvideni študijski rezultati - Prenosljive/ključne spretnosti in drugi atributi
• Spretnosti komuniciranja: ustni zagovor laboratorijskih vaj, pisno izražanje pri pisnem izpitu.
• Uporaba informacijske tehnologije: pisanje programov in uporaba programskih orodij za razvoj strojne in programske opreme mikroprocesorskih sistemov.
• Reševanje problemov: načrtovanje in izvedba preprostih mikroprocesorskih sistemov.
• Delo v skupini: delo v skupini pri laboratorijskih vajah.
Temeljni literatura in viri
• W. Stallings: Computer Organization and Architecture: Designing for Performance, Eleventh Edition, Pearson Education Inc, Hoboken, New Jersey, 2019.
• Y. Zhu: Embedded Systems with ARM Cortex-M Microcontrollers in Assembly Language and C, Second Edition, E-Man Press LLC, 2015.
