Computer Architecture 2019 Lab

此仓库用于发布USTC体系结构课程2019年夏季学期的实验代码和要求，同时可用于学生的意见反馈。
实验成绩占课程成绩的40%，实验验收方式主要为课堂当面验收和实验报告的提交。
本学期计划实验时长为10周

• Lab1（4-5周）【15%】： 熟悉RISC-V指令集，完成RV32I指令集流水线CPU的设计报告；
• Lab2 （第6周清明假期）（7-9周）【40%】： 配置和使用RISCV编译工具链；完成RV32I流水线CPU的Verilog代码；利用RISCV-test测试文件进行仿真和CPU功能验证
• Lab3（第10周五一假期）（第11-12周）【20%】： cache设计和实现
• Lab4（13-14周）【15%】： 分支预测设计与实现
• Lab5（第15周）【10%】：学习使用提供的Tomasulo软件模拟器和多Cache一致性软件模拟器，并完成实验报告

签到与补交

• 学生总数220人左右，教室容量110，每周开两次实验课，内容完全一样，可二选一参加
• 验收和报告补交在一周内扣除20%成绩，介于一周两周之内补交扣除40%成绩，超过两周不予验收。
• 为了照顾对流水线不熟悉的学生和鼓励实验课出勤，每堂课设置签到。（每次实验课开始15分钟后停止签到，实验课结束半小时前可以签离，每周两个实验时间段任选其一参加，有签到和签离就算当周满勤）。
• 上周和本周连续两次满勤可以申请本周实验晚交一周不做扣分处理。（比如Lab2阶段一验收是第6周，如果到了第6周实验课结束了实验还没做完，如果你第5周和第6周都满勤，可以在第6周签离时向助教申请晚交一周同时不扣分。）希望对流水线和verilog不熟悉的同学可以积极参与实验课，届时有问题多问问助教，助教可以一对一讲解或者统一指导。
• 签到记录不以其他方式影响成绩

助教统一讲解

• 每周实验课的开始时间，助教准点（14:30或18:30）开始本周实验指导和下周实验内容简单介绍
• 每次讲解5-45分钟

实验发布、验收和报告

• 2019.3.17 Release Lab1
  请提交CPU设计报告 截止日期：2019.3.31
  邮箱地址：USTC_CA2019@163.com
• 2019.3.17 Release Lab2
  阶段一课堂验收 截止日期：2019.4.13
  阶段二课堂验收 截止日期：2019.4.20
  阶段三课堂验收 截止日期：2019.4.27
  请提交实验2的实验报告 截止日期：2019.5.4
  邮箱地址：USTC_CA2019@163.com
  提交格式：Lab2-学号-姓名.rar(or .zip) 要求包括一份pdf格式实验报告和用到的源代码集合的文件夹
• 2019.5.4 Release Lab3
  阶段一和阶段二课堂验收 截止日期：2019.5.18
  请提交实验3的实验报告 截止日期：2019.5.26
  邮箱地址：USTC_CA2019@163.com
  提交格式：Lab3-学号-姓名-n.rar(or .zip) 要求包括一份pdf格式实验报告和用到的源代码集合的文件夹,n代表提交版本号，从0开始，以最大版本提交文件为准
• 2019.5.19 Release Lab4
  阶段一和阶段二课堂验收 截止日期：2019.6.1
  请提交实验4的实验报告 截止日期：2019.6.8
  邮箱地址：USTC_CA2019@163.com
  提交格式：Lab4-学号-姓名-n.rar(or .zip) 要求包括一份pdf格式实验报告和用到的源代码集合的文件夹,n代表提交版本号，从0开始，以最大版本提交文件为准
• 2019.5.27 Release Lab5
  请提交实验5的实验报告 截止日期：2019.6.22
  邮箱地址：USTC_CA2019@163.com
  提交格式：Lab5-学号-姓名-n.pdf 要求包括一份pdf格式实验报告,n代表提交版本号，从0开始，以最大版本提交文件为准

实验课安排

• lab1助教答疑 （教室容量110人，无签到）
  2019.3.21下午（14:30-17:00 电三楼406）
  2019.3.23晚（18:30-21:00 电三楼406）

• lab1答案分析+Lab2预先讲解（讲解大约20分钟）（教室容量110人，有签到）
  2019.3.28下午（14:30-17:00 电三楼406）
  2019.3.30晚（18:30-21:00 电三楼406）

• lab2阶段一课堂验收时间（教室容量110人，有签到）
  2019.4.11下午（14:30-17:00 电三楼406）
  2019.4.13晚（18:30-21:00 电三楼406）

• lab2阶段二课堂验收时间（教室容量110人，有签到）
  2019.4.18下午（14:30-17:00 电三楼406）
  2019.4.20晚（18:30-21:00 电三楼406）

• lab2阶段三课堂验收时间（教室容量110人，有签到）
  2019.4.25下午（14:30-17:00 电三楼406）
  2019.4.27晚（18:30-21:00 电三楼406）

• lab3验收时间1（教室容量110人，有签到）
  2019.5.9下午（14:30-17:00 电三楼406）
  2019.5.11晚（18:30-21:00 电三楼406）

• lab3验收时间2（教室容量110人，有签到）
  2019.5.16下午（14:30-17:00 电三楼406）
  2019.5.18晚（18:30-21:00 电三楼406）

• lab4验收时间1（教室容量110人，有签到）
  2019.5.23下午（14:30-17:00 电三楼406）
  2019.5.25晚（18:30-21:00 电三楼406）

• lab4验收时间2（教室容量110人，有签到）
  2019.5.30下午（14:30-17:00 电三楼406）
  2019.6.1晚（18:30-21:00 电三楼406）

• lab4补交时间（教室容量110人，木有签到，最后一次啦，恭喜大家实验结束了辛苦啦完结撒花~）
  2019.6.6下午（14:30-17:00 电三楼406）
  2019.6.8晚（18:30-21:00 电三楼406）

  注意，端午假期内的实验课时将取消，同时不会补设实验课

文件夹目录

1_VerilogSourceCode Verilog源代码

1_CPUCore_src CPU CPU core的verilog代码
2_Simulation 仿真用testBench代码

2_BRAMInputFileGenerator 脚本文件，利用汇编文件生成对应的16进制指令流文件

3_CacheLab Lab3所需的verilog代码和单元测试文件，详情见文件夹readme

4_ProjectDesignFiles 包含CPU的流水线模块设计图
5_DetailDocuments 包含每次实验的具体实验要求

6_branch_prediction 包含Lab4所需要的代码

Quickstart

• 新实验发布时会在群里面统一公告。
• 动手做新实验时，请先进入5_DetailDocuments目录下，查找本次实验对应的文档，并根据文档完成实验和试验报告。

Change Log

• 2019.3.31 因为清明假期Lab2延后一周
• 完善2_BRAMInputFileGenerator脚本文件，调用Utils文件夹中编译好的Ubuntu64bit的riscv工具链，makefile将不需要用户自己安装riscv-tools；同时删除多余的.S文件
• 1_VerilogSourceCode/2_Simulation/中增加利用2_BRAMInputFileGenerator处理好的testAll测试二进制文件(.inst 和 .data)以及对应的反汇编代码(.txt)
• 2019.5.1 五一假期Lab3延后一周
• 微调后续实验内容安排。因为FPGA开发板的缺少，同时进一步提高和体系结构课程内容的相关度，原定烧写实验取消
• 2019.5.4 release Lab3代码和Lab3实验要求，代码见新增3_CacheLab文件夹，实验要求见更新后的5_DetailedDoucuents
• 2019.5.19 release Lab4代码和Lab4实验要求，代码见新增6_branch_prediction文件夹，实验要求见更新后的5_DetailedDoucuents
• 2019.5.27 release Lab5实验要求（5_DetailedDoucuents/Lab5-多Cache一致性与Tomasulo模拟器使用.docx），需要用到的软件模拟器请自行获取

致谢

现在是2019年夏季学期学期初，体系结构课程实验刚刚开始了它的升级换代。
嵌入式系统实验室研一的同学们（部分也是体系结构课程的助教）正在努力地设计实验和提供资料。不过由于时间和能力有限，试验过程中可能存在一些问题，希望大家多多体谅，也欢迎大家在群里或者issue中提出宝贵的意见。
感谢ESLAB的同学们为本实验付出的努力，也感谢每一位参与实验的本科生的理解与支持。