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컴퓨터구조 CPU설계_Quartus 설계_20242025.01.161. 컴퓨터 명령어 컴퓨터 명령어는 각각 16진수 코드로 되어있는 마이크로 연산이다. 명령어를 Instruction Register (IR)에 넣어 해석을 진행해 필요한 장치에서 명령어를 실행한다. 메모리 참조 명령어는 주소가 필요하다. 첫째 자리의 0~E까지를 보고 메모리 참조 명령어임을 확인하고 뒤의 XXX에 주소를 넣는다. 레지스터를 건드리는 명령어는 정해져 있는 레지스터 명령어 16진수 값을 가져와서 처리한다. 2. 기본적인 제어장치의 구성 명령어가 IR에 들어가면 하위 12 bit( IR 0~11 )는 주소 bit로 할당된...2025.01.16
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Simple CPU Design - VHDL, RTL, 이론 설명2025.12.111. CPU 아키텍처 및 사양 CPU는 32개의 8비트 RAM 워드에 접근 가능해야 하며, 8비트 레지스터(A)를 포함해야 합니다. 학생의 설계에 따라 명령어 레지스터(IR)와 프로그램 카운터(PC) 등의 추가 내부 컴포넌트를 포함할 수 있습니다. CPU는 메모리에서 명령어와 데이터를 성공적으로 읽을 수 있어야 합니다. 2. CPU 명령어 처리 CPU는 명령어 페치(fetch), 디코딩(decoding), 실행(execution) 기능을 수행할 수 있어야 합니다. 명령어 테이블에 표시된 명령어들을 처리하며, 5비트 주소(aaaaa)...2025.12.11
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컴퓨터 아키텍처의 기본 개념과 발전 과정2024.12.311. 메모리 컴포넌트 메모리 컴포넌트를 컴퓨터 과학의 관점에서 분류하는 방법을 배웁니다. 프로세서와 직접 연결되는 메인/로컬 메모리와 2차 메모리의 특성을 이해하고, 이를 통해 현존하는 메모리 기술의 체계와 발전 방향을 파악할 수 있습니다. 2. 디지털 회로의 기초 이론 MOS 트랜지스터와 부울 대수의 기본 원리를 학습합니다. 이를 통해 복잡한 컴퓨터 시스템을 구현하는 데 있어 디지털 회로의 기본 토대가 되는 개념을 이해할 수 있습니다. 3. CPU 아키텍처 RTL(Register Transfer Level) 설계 기준으로 CPU ...2024.12.31
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컴퓨터구조_컴퓨터구조 과제12025.01.241. 레지스터 수와 비트 수 결정 컴퓨터의 중앙처리장치(CPU)를 설계할 때 레지스터의 수와 비트 수를 결정하는 것은 매우 중요한 문제이다. 레지스터는 매우 빠르게 작동하는 메모리로, CPU의 성능을 결정하는 핵심 요소 중 하나이지만, 주기억장치에 비해 고가이기 때문에 비용적인 측면도 고려해야 한다. 따라서 레지스터의 수와 비트 수를 결정할 때는 성능과 비용의 균형을 맞추는 것이 중요하다. 2. 개발 시간과 노력 레지스터의 수와 비트 수를 결정하는 데 있어 첫 번째로 고려해야 할 요소는 개발 시간과 노력이다. 레지스터는 CPU 내부...2025.01.24
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마이크로프로세서와 마이크로컨트롤러의 개념 및 차이점2025.12.141. 마이크로프로세서(MPU) 마이크로프로세서는 CPU 기능만을 단일 칩에 집적한 장치로, 연산과 제어를 담당하는 뇌 역할을 수행합니다. 메모리, 입출력장치, 타이머, 통신 모듈 등을 별도의 부품으로 외부에 연결하여 시스템을 구성합니다. 인텔 코어 i7, AMD 라이젠 등이 대표적이며, 데스크탑, 노트북, 서버에서 사용됩니다. 강력한 연산능력으로 복잡한 프로그램 처리, 멀티태스킹, 대용량 데이터 처리에 적합하며, 성능을 최우선으로 설계되어 소비 전력이 높고 시스템이 복잡하고 고비용입니다. 2. 마이크로컨트롤러(MCU) 마이크로컨트롤...2025.12.14
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아날로그 및 디지털회로 설계 실습 실습8_래치와 플립플롭_결과보고서2025.01.211. 래치 이번 실습에서는 논리 gate(nand, inverter)를 사용해 래치와 플립플롭의 회로를 설계하였다. 입력의 변화에 민감한 래치의 특성을 확인할 수 있었다. 래치는 주로 메모리 회로의 데이터 저장에 사용된다. 2. 플립플롭 플립플롭은 클록과 함께 들어온 입력에 민감한 특성을 가지고 있다. 플립플롭은 CPU에 사용된다. 래치와 플립플롭은 디지털 회로에서 매우 중요한 역할을 담당하고 있고 다양한 곳에서 사용되므로 그 동작 원리를 이해하고 회로를 구성할 수 있는 능력을 키우는 것이 중요하다. 3. RS 래치 실험에서 구성한...2025.01.21
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컴퓨터구조_컴퓨터 내부에서 사용하는 명령어 사이클의 4가지 단계에 대해서 비교 설명하시오.2025.01.291. 명령어 인출 단계 (Fetch) 명령어 사이클의 첫 번째 단계는 명령어 인출(fetch) 단계이다. 이 단계는 CPU가 메모리에서 실행할 명령어를 불러오는 과정이다. 현대 컴퓨터에서 CPU는 프로그램 카운터(PC)를 통해 다음에 실행할 명령어의 위치를 추적한다. 프로그램 카운터는 메모리 주소를 가리키며, 이를 바탕으로 명령어를 메모리에서 인출하여 명령어 레지스터(IR)에 저장한다. 이때 CPU는 주소 버스를 통해 명령어가 저장된 메모리 주소를 지정하고, 데이터 버스를 통해 해당 명령어를 인출하여 명령어 레지스터로 전달한다. 2...2025.01.29
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디지털시스템설계실습_HW_WEEK122025.05.091. 32-bit ALU 설계 이번 실습에서는 32비트 ALU(Arithmetic Logic Unit)를 설계하고 구현하였습니다. 하위 모듈인 Full Adder, ALU_1, ALU_2를 구현한 후 이를 활용하여 32비트 ALU Top Module과 Pipeline Top Module을 구현하였습니다. 다양한 ALU 연산(AND, OR, ADD, SUB, SET ON LESS THAN)을 수행하고 그 결과를 시뮬레이션을 통해 확인하였습니다. 또한 Synthesis 후 Schematic을 분석하여 Critical Path Delay...2025.05.09
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캐시기억장치의 필요성과 설계 고려사항2025.01.031. 캐시기억장치의 개념과 필요성 캐시기억장치는 CPU와 주기억장치 사이의 속도 차이를 극복하기 위해 사용되는 중요한 메모리입니다. 캐시기억장치는 CPU와 주기억장치 사이에 위치하며, 액세스 속도가 CPU와 비슷하기 때문에 컴퓨터의 처리 속도를 높여줍니다. 캐시기억장치는 CPU에서 실행 중인 프로그램과 데이터를 기억하며, 코드와 데이터를 분리해서 기억시키는 분리 캐시를 사용하여 충돌을 방지합니다. 2. 캐시기억장치 설계 시 고려사항 캐시기억장치를 설계할 때는 다음과 같은 요소들을 고려해야 합니다: 1) 캐시의 크기: 클수록 적중률이...2025.01.03
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병렬프로그래밍 CUDA 프로그래밍 과제1 - Vector Addition2025.05.061. CPU를 이용한 벡터 덧셈 계산 CPU로 처리해서 벡터 합을 계산하는 코드를 제공하였습니다. 이 코드는 벡터의 크기를 입력받아 각 벡터의 원소들을 더하여 결과를 생성합니다. 시간 측정을 통해 벡터의 크기가 커질수록 연산 시간이 늘어나는 것을 확인할 수 있습니다. 2. GPU를 이용한 벡터 덧셈 계산 GPU로 처리해서 벡터 합을 계산하는 코드를 제공하였습니다. 이 코드는 CPU 코드와 유사하지만 CUDA 함수를 사용하여 GPU에서 병렬 처리를 수행합니다. 시간 측정 결과, 벡터의 크기가 10,000,000 이상일 때부터 GPU ...2025.05.06
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