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微算機原理及應用(II)–LC-3

 

關於課程

微算機在硬體上運作的細節,就像一台小型的電腦。微算機其處理器使用之資料,必須先編碼成為0與1的二元碼,方可被解讀為執行的指令或運算資料,以及組成處理器的基本數位邏輯元件。

微算機是根據馮紐曼的理論模型與使用微結構而實現。本課程將詳細講解簡單易學、只有15個指令的微處理器LC-3。學生將學到如何使用機器碼與組合語言去撰寫程式、並在模擬器上執行,且理解計算機如何使用動態堆疊去執行程式與與基本的輸出入機制。

此外,本課程還使用一個FPGA開發板,使用者可下載LC-3軟核心及程式至開發板,處理器可用PWM控制馬達、讀取I2C光感測器的數值,做成一台沿黑線走的自走車。學習完本課程之後,學生將可繼續進修計算機組織、作業系統、嵌入式系統、處理器設計等延伸課程。

您將可得到以下學習成果:

-理解一個電腦基本的運作機制

-設計LC-3機器碼及組合語言程式

-描述微結構中的資流訊號流程與控制訊號流程

-說明組合語言如何被組譯成為機器碼

-描述驅動程式如何控制基本的輸出入裝置

-製作一台使用馬達、光感測器、會沿黑線走的自走車

教科書:Introduction to Computing Systems: from bits and gates to C and beyond; Yale N. Patt and Sanjay J. Patel; Mc-Graw Hill, 2004, 2nd edition. ISBN 0-07-246750-9.

 

課程關鍵字

LC-3 、處理器、軟核心、FPGA、組合語言、計算機組織、指令集合、程式設計

 

平台/建議修習課程

先修課程能力建議:程式設計、數位邏輯

進階課程建議:嵌入式系統(I)、感測器之原理及應用、數位信號處理器

 

課程排程

週次

日期

單元/考試

19/10-9/23

單元一

課程介紹

29/24-10/7

單元二

微處理器的微結構

310/8-10/21

單元三

LC-3的指令集架構

410/22-11/4

單元四

LC-3的程式設計

511/5-11/11

期中考

611/12-11/18

單元五

LC-3的組合語言

711/19-12/2

單元六

LC-3的輸出入機制

812/3-12/16

單元七

LC-3的副程式與堆疊

912/17-12/30

單元八

LC-3的軟核心與FPGA應用

1012/31-1/6

期末考

 


成績評量標準

本課程為DeltaMOOCx認證課程,完成以下項目者,將可取得證書乙張

1. 完成修習(觀看)所有線上課程

2. 歷次線上測驗成績皆達80分以上
 

「老師線上回答問題」時間:

隔週三(每兩週上一次)晚上7點到7點半(7:00-7:30)

上線日期:9/19、10/3、10/17、10/31、11/14、11/28、12/12、12/26

歡迎同學多加利用!踴躍提問~

Course Information

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