EduMIPS64

시각적 파이프라인 모니터링

IF, ID, EX, MEM, WB 등 CPU 파이프라인의 각 단계를 실시간으로 색상이 구분된 뷰에서 관찰할 수 있습니다. 실제 CPU 내부에서 명령어가 어떻게 흐르는지 직관적으로 파악할 수 있습니다.

실행 상태 분석

레지스터 값, 메모리 내용, 실행 통계(CPI, 사이클 수 등)가 매 사이클마다 업데이트되어 명령어 실행 결과와 원인을 즉시 확인할 수 있습니다.

캐시 시뮬레이터

1.4.0 버전부터는 외부 도구 없이도 L1 명령어 및 데이터 캐시의 크기, 블록 크기, 연결도(Associativity) 등을 설정하고 적중/실패율을 모니터링할 수 있는 내장 캐시 시뮬레이터를 제공합니다.

하저드(Hazard) 관찰 및 포워딩

RAW, WAW 및 구조적 하저드로 인한 스타그네이션을 사이클 다이어그램에서 바로 확인할 수 있으며, 포워딩(Forwarding) 기능을 활성화하여 CPI 변화를 비교할 수 있습니다.

설치 및 시작

공식 웹사이트 또는 GitHub에서 최신 릴리스를 다운로드할 수 있습니다. Windows 사용자는 Windows 패키지 관리자(Winget)를 통해 설치할 수 있습니다.

• Winget 설치: 터미널에서 winget install --id EduMIPS64.EduMIPS64 --exact 명령을 실행합니다.
• 시작: 프로그램을 실행한 후 메뉴에서 새 프로그램을 만들거나 번들된 예제 파일을 불러옵니다.
• 실행: 코드를 입력한 뒤 실행 버튼을 눌러 단계별 또는 전체 실행을 진행할 수 있습니다.

활용 예시

컴퓨터 구조 교육에서 학생들은 이 도구를 사용하여 MIPS64 어셈블리 프로그램의 동작 원리를 학습하고, 레지스터 할당이나 명령어 병렬성 최적화 실험을 수행할 수 있습니다. 또한 간단한 캐시 크기 변경 실험을 통해 메모리 접근 패턴이 성능에 미치는 영향을 직접 확인할 수도 있습니다.

제한 및 확인 사항

EduMIPS64는 MIPS64 아키텍처의 기능적 시뮬레이터로, 실제 하드웨어의 정확한 타이밍이나 물리적 성능을 측정하기 위한 도구는 아닙니다. 교육 및 학술 연구 목적으로 설계되었습니다.

라이선스

GPL-2.0 라이선스에 따라 오픈소스로 배포됩니다. 소스 코드는 GitHub 저장소에서 확인할 수 있습니다.

자주 묻는 질문 (FAQ)

• Q: 외부 Java 설치가 필요한가요?
  A: 1.4.0 버전부터는 Java 설치 없이 실행 가능한 Electron 패키지를 제공합니다. 기존 JAR 파일을 사용할 경우 Java Runtime Environment가 필요할 수 있습니다.
• Q: 웹 브라우저에서 사용할 수 있나요?
  A: 네, 공식 웹 버전(web.edumips.org)을 통해 브라우저에서 바로 실행할 수 있습니다.
• Q: 어떤 MIPS 명령어들을 지원하나요?
  A: 1.4.0 버전부터는 MIPS64 Release 6의 3-operand DMUL, DMOD, DDIV 명령어와 현대적인 DMULU 문법을 지원합니다.

화면으로 보는 주요 기능

코드 편집기와 실행 상태

이 스크린샷은 EduMIPS64 소프트웨어의 주요 인터페이스를 보여줍니다. 왼쪽에는 MIPS 어셈블리 코드가 포함된 편집기 창이 있으며, `daddi r10, r0, -1` 명령어가 녹색으로 강조되어 있습니다. 오른쪽 상단에는 'Stats' 섹션이 있으며, 실행 중인 프로그램의 상태를 보여줍니다. 이 섹션에는 실행된 사이클 수(27), 스탑 수(11), 캐시 사용량(15/1) 등의 정보가 포함되어 있습니다. 오른쪽 중앙에는 'Pipeline' 다이어그램이 있으며, IF, ID, EX, MEM, WB 단계를 보여줍니다. 오른쪽 하단에는 'Registers' 목록이 있으며, 레지스터의 이름과 값이 표시되어 있습니다. 하단에는 'Cycles' 타임라인 그래프가 있으며, 각 명령어의 실행 단계를 시각적으로 보여줍니다.

실행 중인 프로그램의 상태

이 스크린샷은 EduMIPS64 소프트웨어의 여러 개의 패널을 보여줍니다. 왼쪽 상단의 'Cycles' 패널은 현재 실행 중인 명령어와 그들의 실행 단계를 보여줍니다. 오른쪽 상단의 'Statistics' 패널은 실행된 사이클 수(5), 스탑 수(2), 캐시 통계 등을 보여줍니다. 오른쪽 중앙의 'Registers' 패널은 레지스터의 이름과 값이 표시되어 있습니다. 왼쪽 하단의 'Pipeline' 다이어그램은 IF, ID, EX, MEM, WB 단계를 보여줍니다. 오른쪽 하단의 'Code' 패널은 실행 중인 코드를 보여줍니다. 하단의 'Data' 패널은 메모리 주소와 그에 해당하는 값이 표시되어 있습니다.

실행 중인 프로그램의 상태

이 스크린샷은 EduMIPS64 소프트웨어의 여러 개의 패널을 보여줍니다. 왼쪽 상단의 'Cycles' 패널은 현재 실행 중인 명령어와 그들의 실행 단계를 보여줍니다. 오른쪽 상단의 'Statistics' 패널은 실행된 사이클 수(5), 스탑 수(2), 캐시 통계 등을 보여줍니다. 오른쪽 중앙의 'Registers' 패널은 레지스터의 이름과 값이 표시되어 있습니다. 왼쪽 하단의 'Pipeline' 다이어그램은 IF, ID, EX, MEM, WB 단계를 보여줍니다. 오른쪽 하단의 'Code' 패널은 실행 중인 코드를 보여줍니다. 하단의 'Data' 패널은 메모리 주소와 그에 해당하는 값이 표시되어 있습니다.