计算机组成原理实验教程PDF电子书下载

第1章 COP2000系统硬件简介 1

1.1 COP2000硬件特点 1

1.2 COP2000硬件组成 3

1.2.1 控制台硬件组成 3

1.2.2 运算器模块 3

1.2.3 程序计数器模块 4

1.2.4 内存模块 5

1.2.5 微程序控制模块 5

1.3 FPGA实验板组成 8

1.4 COP2000控制台及其使用方法 8

1.4.1 显示内部寄存器 9

1.4.2 内存操作 9

1.4.3 控制存储器操作 10

1.4.4 键盘调试举例 11

1.5 COP2000系统的自动检测 13

第2章 COP2000集成开发环境使用 14

2.1 COP2000计算机组成原理实验系统软件简介 14

2.1.1 文件功能 15

2.1.2 结构图功能 16

2.1.3 逻辑分析功能 16

2.1.4 图示帮助功能 17

2.1.5 指令、微程序、跟踪功能 17

2.1.6 快捷键图标功能 19

2.2 FPGA实验板软件简介 19

2.2.1 FPGA扩展板结构图功能 19

2.2.2 FPGA扩展板存储器界面功能 21

第3章 可编程逻辑器件与EDA技术简介 23

3.1 简单可编程逻辑器件简介 23

3.1.1 GAL的结构和工作原理 23

3.1.2 GAL16V8七段显示器译码电路设计 25

3.2 复杂可编程逻辑器件CPLD简介 28

3.2.1 XC9500系列器件结构 28

3.2.2 XC9572的ALU设计举例 29

3.3 现场可编程门阵列FPGA简介 34

3.3.1 Virtex阵列 34

3.3.2 输入输出块（IOB） 35

3.3.3 可配置逻辑块（CLB） 36

3.3.4 时钟分布 38

3.4 ABEL硬件描述语言简介 38

3.4.1 ABEL语言用户源文件的基本结构 39

3.4.2 ABEL语言的基本语法 45

3.5 VHDL硬件描述语言简介 52

3.5.1 概述 52

3.5.2 VHDL语言的基本结构 53

3.5.3 VHDL的标识符、数据对象、数据类型 68

3.5.4 VHDL语言的运算操作符 74

3.6 Xilinx Foundation F4.2简介 77

3.6.1 建立设计项目 78

3.6.2 建立空设计文件 78

3.6.3 保存VHDL文本 80

3.6.4 将VHDL文件加入项目中 81

3.6.5 对项目中的设计进行综合 81

3.6.6 逻辑功能模拟 81

3.6.7 在窗口内添加信号 82

3.6.8 定义驱动信号波形 83

3.6.9 运行软件逻辑仿真 83

3.6.10 保存仿真波形 85

3.6.11 项目编译 85

3.6.12 逻辑功能验证 86

3.6.13 时序分析 88

3.6.14 将信号锁定到芯片的管脚 88

3.6.15 重新综合／编译 90

3.6.16 编程下载 90

3.6.17 设置／选择实验仪的工作模式 90

3.6.18 在实验仪验证设计 90

第4章 模型机基本部件实验 92

4.1 运算器实验 92

4.1.1 运算器验证实验 92

4.1.2 8位ALU设计实验 94

4.1.3 16位ALU设计实验 95

4.2 存储器实验 98

4.3 控制器实验 101

4.3.1 微程序控制器实验 101

4.3.2 硬布线控制器实验 103

4.4 中断控制器实验 105

4.4.1 中断控制器验证实验 105

4.4.2 中断控制器设计实验 107

第5章 模型机整机实验 110

5.1 模型机与机器指令执行实验 110

5.2 指令／微指令设计实验 114

5.3 RISC指令／微指令设计实验 119

第6章 模型计算机课程设计 121

6.1 模型计算机设计方法 121

6.2 模型计算机课程设计实验 124

6.3 课程设计报告样例 125

6.4 课程设计报告样例源程序 138

6.4.1 VHDL源程序 138

6.4.2 UCF文件 168

附录A 实验仪相关芯片资料 172

A.1 数字集成电路 172

A.2 存储器 178

A.3 可编程逻辑器件 180

A.4 微控制器等 184

附录B COP2000指令和微指令 186

B.1 模型机指令 186

B.2 模型机微指令 187

附录C 实验仪相关的硬件描述语言源文件 194

C.1 硬布线控制器的ABEL源文件 194

C.2 8位模型计算机VHDL源文件 213

参考文献 242