Utilizando ARMSim y QtARMSim para la docencia de Arquitectura de Computadores

Muchos de los objetivos formativos de las asignaturas de introducción a la Arquitectura de Computadores se centran en aquellos aspectos que conforman la visión que un programador en lenguaje ensamblador tiene de un computador. Por regla general, para definir dichos objetivos se suele utilizar una arquitectura de computador concreta, que normalmente se selecciona con el doble criterio de que sea lo más sencilla posible y, a la vez, motive al estudiantado. La arquitectura ARM es una candidata idónea como vehículo conductor en la docencia de Arquitectura de Computadores. Por un lado, al estar basada en la arquitectura RISC (Reduced Instruction Set Computer), es relativamente sencilla. Por otro, se trata de una arquitectura actual y ampliamente difundida (especialmente en dispositivos móviles, smartphones y tabletas), lo que motiva al estudiantado. Para poder realizar prácticas sobre ARM es conveniente disponer de un simulador o de una herramienta de desarrollo sobre una máquina ARM. Puesto que dicha materia se explica en los primeros cursos, conviene que la aplicación seleccionada sea sencilla de utilizar y lo suficientemente flexible. Por otro lado, conviene que sea software libre, para poder adaptarla en caso necesario, y también multiplataforma y gratuita, para facilitar que el estudiante que lo desee pueda instalarla en su propio equipo. Tras evaluar distintas opciones, finalmente se optó por desarrollar y liberar un simulador propio de ARM, ARMSim, y una interfaz gráfica para dicho simulador, QtARMSim. El motor de simulación, ARMSim, y su interfaz, QtARMSim, han sido utilizados durante el curso 2014–15. Las críticas recibidas, tanto por los estudiantes como por los profesores de laboratorio, han sido muy positivas. Many of the training objectives of the Introduction to Computer Architecture modules focus on those aspects that conform the vision that an assembly language programmer has about a computer. As a rule, in order to define those objectives a concrete computer architecture is used following the following criteria: simplicity and ability to motivate students. ARM architecture is an ideal candidate for the didactics of Computer Architecture. On the one hand, being based on RISC architecture (Reduced Instruction Set Computer) it is rather simple. On the other, it is widely spread contemporary architecture (especially in mobile phones, smartphones and tablets), something that motivates students. In order to carry out ARM practice it would be convenient to have a simulator or a development tool on an ARM machine. Given the fact that this module is taught during the first academic years, it would also be convenient that the application selected was easy to use and flexible enough. Besides, it would be a good idea that it used freeware in order to be adapted if necessary, besides being free of charge and cross-platform-based so the students may install it in their own computers. After assessing several options, an ARM simulator (ARMSim) as well as a graphic interface for the latter (QtARMSim) were finally developed. The simulation engine, ARMSim, as well as its interface, QtARMSim, were used during the 2014/2015 academic year. The feedback received from both the students and lab lecturers have been remarkably positive.