Assembly language and processor design: an integrated project
Lenguaje ensamblador y diseño de procesador: un proyecto integrado
DOI:
https://doi.org/10.15446/dyna.v87n212.79579Palabras clave:
assembly language, computer organization, FPGA, simulation (en)lenguaje de ensamble, organización de computadoras, FPGA, simulación (es)
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The research describes a project in computer organization class with two groups, one in 2017 and the other in 2018, in a trimester course of 68.34 hours which integrated both topics assembly language and hardware design. The project involves the implementation of a reduced version of an embedded MIPS32 system, with a simulated and real hardware implementation using FPGA (Field Programmable Gate Array). Followed by the development of a game in C and assembly language that runs on the embedded system. The results show that all students from the first and second group that coursed computer organization class during a 10-week period expressed high levels of interest and engagement, despite the complexity of the project. With feedback from the first group and with some modifications to the project, all students from the second group successfully completed the project.
La investigación describe la aplicación de un proyecto en la clase de organización de computadoras con dos grupos, uno en 2017 y otro en 2018, en un curso trimestral de 68.34 horas que integró lenguaje ensamblador y diseño de hardware. El proyecto implica la implementación de una versión reducida de un sistema MIPS32 embebido, con una implementación simulada y una en hardware utilizando FPGA (Field Programmable Gate Array). Seguido del desarrollo de un juego en C y lenguaje ensamblador que se ejecuta en el sistema embebido. Los resultados muestran que todos los estudiantes del primer y segundo grupo que cursaron la clase de organización de computadoras durante un período de 10 semanas expresaron altos niveles de interés y participación, a pesar de la complejidad del proyecto. Con la retroalimentación del primer grupo y con algunas modificaciones al proyecto, todos los estudiantes del segundo grupo completaron el proyecto con éxito.
Referencias
Vollmar, K. and Sanderson, P., MARS: an education-oriented MIPS assembly language simulator. In: SIGCSE '06 Proceedings of the 37th SIGCSE Technical Symposium on Computer Science Education, New York, USA, 2006. DOI: 10.1145/1121341.1121415
Zilles, C., SPIMbot: an engaging, problem-based approach to teaching assembly language programming. In: SIGCSE '05 Proceedings of the 36th SIGCSE Technical Symposium on Computer Science Education, New York, USA, 2005. DOI: 10.1145/1047124.1047391
Black, M.D. and Komala, P., A full system x86 simulator for teaching computer organization. In: SIGCSE '11 Proceedings of the 42nd ACM Technical Symposium on Computer Science Education, New York, USA, 2011. DOI: 10.1145/1953163.1953272
Norris, C. and Wilkes, J., YESS: a Y86 pipelined processor simulator. In: ACM-SE 45 Proceedings of the 45th annual southeast regional conference, New York, USA, 2007. DOI: 10.1145/1233341.1233369
Black M. and Waggoner, N., Emumaker86: a hardware simulator for teaching CPU design. In: SIGCSE '13 Proceeding of the 44th ACM Technical Symposium on Computer Science Education, New York, USA, 2013. DOI: 10.1145/2445196.2445294
Black, M. Export to arduino: a tool to teach processor design on real hardware, Journal of Computing Sciences in Colleges, 31(6), pp. 21-26, 2016.
Jipping, M.J., Henry, S., Ludewig, K. and Tableman, L., How to integrate FPGAs into a computer organization course,. In: SIGCSE '06 Proceedings of the 37th SIGCSE Technical Symposium on Computer Science Education, New York, USA, 2016. DOI: 10.1145/1121341.1121414
Black, M., A processor design project for a first course in computer organization.in: Annual Conference & Exposition, Pittsburgh, Pennsylvania, USA. [online]. 2008, 12 P. Available at: https://peer.asee.org/4444
Jung, Y.-K., An innovative rapid processor platform design for early engineering education. In: Proceedings of the 2005 American Society for Engineering Education Annual Conference & Exposition, Fayetteville, AR, USA, 2005
Matos, J.S., Alves, J.C., Mendonça, H.S. and Araújo, A.J., From Boolean algebra to processor architecture and assembly programming in one semester. In: Design of Circuits and Integrated Systems, Madrid, 2014, pp. 1-5. DOI: 10.1109/dcis.2014.7035605
Patt, Y., Introduction to computer systems from bits and gates to C and Beyond, McGraw-Hill Education, 1999, 656 P.
C.A. Bodnar, Anastasio, D., Enszer, J.A. and Burkey, D.D., Engineers at Play: games as teaching tools for undergraduate engineering students, Journal of Engineering Education, 105(1), pp. 1-200, 2016. DOI: 10.1002/jee.20106
MIPS, MIPS32 Architecture for programmers. Vol. II: The MIPS32 Instruction Set, MIPS Technologies, Inc., California, USA2001.
Snyder, W., Galbi, D. and Wasson, P., Verilator, Veripool.org, [Online]. 2017. [Accessed August 31th of 2017]. Available at: https://www.veripool.org/wiki/verilator.
Brennan, S., Tetris, [Online]. [Accessed August 31th of 2017]. Available at: https://github.com/brenns10/tetris.
Xilinx, Data2MEM User Guide, Xilinx, 2007.
Neemann, H., Digital, [Online]. [Accessed August 31th of 2017]. Available at: https://github.com/hneemann/Digital.
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