Imagination发布 MIPSfpga 2.0：CPU 架构教学的完整教材

2017年7月14日，Imagination Technologies 宣布推出 MIPSfpga 2.0，这是其非常成功的 CPU 教育基础架构的新版本。MIPSfpga 2.0 可为计算机架构教学提供一套完善的教材 —— 包括完整、开放地存取 MIPS CPU，让学生能看到实际的 RTL 程序代码并研究处理器的内部运行。MIPSfpga 2.0 是 Imagination 大学计划 (IUP) 的一部分，此计划旨在提供给学生使用商用 CPU 架构进行学习的独特机会。

MIPSfpga 2.0 包含两项扩展的套件：入门指引手册 (Getting Started Guide) 和 MIPSfpga Labs，可为学生提供实际的练习，让他们能够深入了解 CPU 设计。Getting Started Guide 可帮助学生与教授在 FPGA 平台上构建 MIPS 内核，再进行编程与调试。此套件包含 MIPS microAptiv CPU 的非混乱 (unobfuscated) RTL程序代码、参考指南、Open OCD 和 Codescape Essentials 的安装程序，以及其它的重要教材。MIPSfpga Labs 套件总共有25个实际操作练习 —— 比原有的MIPSfpga教材多了16个 —— 包括流水线运作概要、高速缓存的探索、以及如何建立用户定义指令(UDI)。第三个套件 MIPSfpga SoC则专注于 Linux的载入和配置。

拉斯维加斯内华达大学(UNLV)电机与电脑工程学系副教授，同时也是 MIPSfpga 2.0 教学基础架构的共同作者Sarah Harris博士表示：“MIPSfpga 2.0大幅增加了实际练习的内容。原来的MIPSfpga练习专注于从系统层级来操作内核。利用新的 MIPSfpga Labs，学生能开始修改内核本身，并探索与修改内存系统。对于想要了解缓存、流水线如何运行、流水线阻塞(stalling)如何影响性能以及其他问题的学生来说，他们现在可以深入了解内核并自己找到答案。他们可以测试不同的方法，真正亲自动手来学习。这一教材首次把理论、实际、以及专业操作结合在一起，将改变CPU架构教育的游戏规则。”

MIPSfpga于2015年首度推出，迄今为止被全球600多所大专院校所采用，包括哈维穆德学院(Harvey Mudd College)、伦敦帝国学院( Imperial College London)、伦敦大学学院(UCL)、拉斯维加斯内华达大学(UNLV)等。

Imagination公司全球大学计划经理Robert Owen表示：“当 MIPSfpga 首次发布时，我们推动了CPU架构教学的全新变革。过去，从未有商用CPU会以非加密程序代码的形式提供给学术界。在两年之后的今天，通过更加强调深度的实际学习，我们又进一步扩展了此计划。未来的工程师需要透彻了解CPU的架构与运行方式。他们可以通过 MIPSfpga 2.0 获得必要的知识与技能。”

如何取得MIPSfpga 2.0

MIPSfpga 2.0 CPU与相关教材即日起可从 Imagination大学计划(IUP)网站免费下载。学术机构请访问https://community.imgtec.com/university，注册成为 IUP会员并开始使用。

MIPSfpga研讨会

第一场MIPSfpga 2.0研讨会将于2017年9月7日星期四，在比利时根特举办的2017年现场可编程逻辑与应用(FPL)国际研讨会期间举行。此课程将开放给学术机构成员参加，内容包含简介、展示以及实际操作练习。更多有关研讨会以及注册参加研讨会的信息，请点击：https://www.fpl2017.org。

支持性引述

“MIPSfpga可帮助学生提升其工程能力，而不只是教导他们CPU理论。我能向我的学生展示什么是真正的商用CPU，除了理论教学之外，还能帮助他们提升工程能力。MIPSfpga 2.0 将会用在我们的研究所课程中，我相信，它的实际练习将使学生受益匪浅。学生通过探索并修改Verilog程序代码，并开启MIPSfpga 程序代码，以快速测试新的架构特性，能增加对CPU的认识。”

• 戴志涛教授，中国北京邮电大学计算机学院

“浙江大学是中国第一所在课堂中采用MIPS架构的大学。我们非常期望运用 MIPSfpga 2.0来教导学生，特别是在操作系统与计算机硬件系统整合方面，让他们能真正地修改并体验计算机架构的每一个层面。”

• 施青松教授，中国浙江大学

“在我教授的整合系统架构与计算机组织课程中，MIPSfpga 2.0 能完美地与我阐述的概念互补。它还能用在马德里大学的许多有关计算机架构、SoC设计与软件或硬件协同设计的其他课程中。我真正喜欢 MIPSfpga 2.0的原因在于，它提供了一款工业级的软核(microAptiv)，可与现有基于简化MIPS处理器的课程充份衔接，并能以业界实际采用的MIPS内核作为研究对象。这能真正为大学高年级以及硕士班学生的研究计划带来帮助，与日后他们在职业生涯中面对的问题非常接近。”

• Daniel Angel Chaver Martinez副教授，西班牙马德里大学

“在新加坡南洋理工大学，我们利用 MIPSfpga作为研究生课程计划的一部分。学生采用 MIPS RTL并着手进行变更，以支持内核集群之间的信息传递。我们选用 MIPS 来支持我们的课程，因为我们希望处理器能以 VHDL/Verilog形式提供，这是学生已经熟悉的程序语言。它的程序代码是模块化、易于了解、而且说明完善的，学生们的反馈都非常正面。我们将把课程计划的成果在FPGA 2017研讨会上以短篇论文发表，这是学生在完成课程要求之外获得的丰硕成果。”

• Nachiket Kapre助理教授，新加坡南洋理工大学

“我从一开始就参与MIPSfpga和Imagination公司的大学计划 —— 我参加了第一场在美国举行的研讨会，因此，非常高兴看到 MIPSfpga 2.0的持续推动力量。就我个人来说，我真的很喜欢这项计划的教材以及它的开放源特性。我也很高兴，MIPSfpga已被整合到 Vivado IP流程之中。”

• Westside计划总监Roy Kravitz ，美国波特兰州立大学

“在德国波鸿鲁尔大学(Ruhr University Bochum)，我们将利用MIPSfpga和 MIPSfpga 2.0来帮助学生在FPGA上实现SoC设计，并将周边元件连接至处理器。不管从我作为老师的观点还是从学生的反馈来看，此课程的教材确实非常出色。我们将从2017年10月起使用 MIPSfpga 2.0，我相信我的学生将能从如此完善的学习教材中获益良多。”

• Michael Huebner教授，德国波鸿鲁尔大学