Obiettivi formativi
Il corso presenta una rassegna delle caratteristiche delle architetture avanzate di sistemi a microprocessore, con particolare enfasi sugli aspetti  riguardanti
le esigenze dei moderni sistemi multimediali, quali prestazioni, vincoli di tempo reale e consumo di potenza. Il corso prevede esercitazioni in laboratorio
nelle quali alcuni aspetti teorici verranno valutati su simulatori software di architetture a microprocessore di diversa natura.

Attività formative
Il corso viene svolto in circa 50 ore di lezioni ed esercitazioni di laboratorio.

Programma del corso

• Introduzione: Cenni storici, trend tecnologici ed impatto sulle architetture. Tassonomia delle architetture a microprocessore.
• Analisi delle prestazioni:  metriche basate su numero di istruzioni. Benchmark (SPECInt, SPECfp). Calcolo di prestazioni in base a benchmark. Legge di Amhdal.
  
• Progetto dell'unita' di controllo: Esecuzione in pipeline. Conflitti. Gestione dei salti. Interruzioni ed eccezioni. Esecuzione fuori ordine.Predizione dei salti. Meccanismi di prenotazione.
  
• Progetto della gerarchia di memoria:  Livelli di gerarchia. La memoria cache. Metodi di mapping. Algoritmi di rimpiazzamento. Coerenza della cache. Prestazioni. Relazione con sistemi che supportano la memoria virtuale. Paginazione e segmentazione. 
• Architetture multiprocessore: Condizioni per l'innesco di un deadlock. Rappresentazione dello stato di un sistema con grafi di allocazione. Tecniche di deadlock prevention. Deadlock avoidance. Algoritmo del banchiere. Deadlock detection e recovery.
• Sistemi embedded: Definizione e problematiche tipiche di sistemi embedded. Implicazioni architetturali. Differenze rispetto a sistemi general-purpose.
• Consumo di potenza: Modello del consumo di potenza. Tecniche per l'ottimizzazione del consumo a livello architetturale: gerarchia della memoria, progetto delle interfacce, rappresentazione dei dati.
• Architetture di DSP: Caratteristiche e differenze rispetto ad architetture tradizionali. Separazione dello spazio dei dati e del codice. Utilizzo di hardware dedicato nell'unita' di controllo
• Il futuro dell architetture: Architetture IRAM. Architetture basate su logica programmabile. Architetture per sistemi su chip: Network on chip.