基于EDA技術的計算機組成原理實驗

前言

“計算機組成原理實驗”是一門重要的專業(yè)基礎實驗課。設立該課程的目的是讓學生通過實驗環(huán)節(jié)，設計、實驗、調(diào)試出一臺簡單的教學型模型機(CPU)，從而掌握計算機組成部件的工作原理，建立整機概念。讓學生通過實驗來學習理論知識，使其自主獲取知識，有效地提高學生綜合分析問題和解決問題的能力。  在學院適應信息科學與技術人才培養(yǎng)的實驗體系思想指導下，圍繞創(chuàng)建科學創(chuàng)新與技術創(chuàng)新的基本環(huán)境，培養(yǎng)具有創(chuàng)新與設計基本能力的高素質(zhì)人才為目的和定位，1999年我們引入現(xiàn)代EDA技術，經(jīng)過7年的實踐摸索，成功研發(fā)出兩套簡捷適用的EDA教學實驗臺，并在此平臺上開發(fā)出一套完整的計算機組成原理實驗。該套實驗可以設計、實現(xiàn)與驗證計算機的五大功能部件，實現(xiàn)了指令的調(diào)度等先進技術的驗證和性能分析實驗。  

內(nèi)容概要

　　本書是計算機組成原理實驗教材，指導學生完成計算機組成原理的一系列實驗，包括CPU的設計與實現(xiàn)，共分三編。上編：實驗軟、硬件環(huán)境介紹（MAX+PLUSⅡ，QUARTUSⅡ，基于EDA技術的數(shù)字系統(tǒng)設計開發(fā)平臺DDA-I，DDA-Ⅲ以及測試工具邏輯分析儀）；中編：主要介紹以一個模型機為基礎，采用最新的EDA技術，利用湖南大學計算機與通信學院老師研制的數(shù)字系統(tǒng)設計平臺開發(fā)的17個計算機組成原理實驗。其中模型機CPU的設計與實現(xiàn)采用了微程序控制（直接給出控制信號、垂直微代碼）、硬聯(lián)線、硬件描述語言等四種方法。下編：計算機組成原理課程設計?！　〈颂讓嶒灥陌才庞蓽\入深，相對完整，且移植性強，稍做改動就能用于其他的EDA開發(fā)環(huán)境和實驗平臺。該教材適合于大學本科的計算機、電子、通信、信息等專業(yè)實踐環(huán)節(jié)的教學。

書籍目錄

上編：實驗環(huán)境簡介　1 ALTERA開發(fā)系統(tǒng)MAX+PLUSⅡ基本操作　2 QUARTUSⅡ開發(fā)軟件快速入門 　3 實驗平臺DDA-I介紹　4 DDA-Ⅲ實驗平臺簡介　5 測試工具邏輯分析儀概述中編：實驗　實驗1 總線數(shù)據(jù)傳輸實驗　　附1 總線概述　實驗2 十進制加法單元實驗　實驗3 八位運算器組成實驗（一） 　實驗4 八位運算器的復合運算實驗（二）　實驗5 快速進位鏈實驗　實驗6 可變換多種結構的運算器實驗　　附2 運算器概述　實驗7 存儲器實驗　實驗8 存儲器部件實驗　實驗9 雙端口存儲器實驗　　附3 存儲器概述　實驗10 數(shù)據(jù)通路實驗　　附4 數(shù)據(jù)通路概述　實驗11 時序電路的組成與控制原理實驗　　附5 時序電路概述　實驗12 微程序控制器實驗　實驗13 模型機組成與程序運行實驗　實驗14 硬布線控制器實驗　實驗15 簡單CPU的邏輯設計——硬布線方法實現(xiàn)　實驗16 簡單CPU的邏輯設計——硬件描述語言法實現(xiàn)　實驗17 簡單CPU的邏輯設計——微序列的垂直代碼法實現(xiàn)　　附6 控制器概述及CPU的實現(xiàn)下編：課程設計　課程設計I 一臺模型機的設計　課程設計Ⅱ 流水型微程序控制器的CPU設計與調(diào)試參考文獻

章節(jié)摘錄

1 ALTERA開發(fā)系統(tǒng)MAX+PLUSⅡ基本操作  1.1 MAX+PLUSⅡ 概述  MAX+PLUSⅡ是Altera公司在Windows環(huán)境下開發(fā)的一個完全集成化、易學易用的可編程邏輯設計的軟件平臺。其界面友好、集成化程度高。本章以MAX+PLUSⅡ10.1為例，講解該軟件的基本使用。  1.1.1 MAX+PLUSⅡ10.1的功能  (1)支持的器件。所支持的器件有：FLEX10K．FLEX8000，F(xiàn)LEX6000，MAX900，MAX7000系列(含MAX7000A, MAX7000AE, MAXT000B, MAX7000S, MAX7000E), MAXS000，MAX3000A系列和Classie系列。  (2)設計輸入。常用的設計輸入的方法有：通過MAX+PLUSⅡ圖形編輯器創(chuàng)建圖形設計文件（.gdf）；通過MAX+PIUSⅡ文本編輯器，使用AHDI。語言創(chuàng)建文本設計文件(.tdf)；使用VHDL語言創(chuàng)建文本設計文件(.vhd)；使用Verilog HDI，語言創(chuàng)建文本設計文件(.v)；還可以通過MAX+PIUSⅡ波形編輯器創(chuàng)建波形設計文件(.wdf)等。  (3)設計編輯。通過MAX+PLUSⅡ編譯器完成，可檢查項目是否有錯，并對項目進行邏輯綜合，然后配監(jiān)到一個ALTERA器件中，同時產(chǎn)生報告文件、編程文件和用于時間仿真的輸出文件。  (4)設汁驗證。通過MAX+PLUSⅡ的定時分析器進行時序分析、功能仿真、時序仿真和波形分析生成一些標準文件為其他EDA工具使用。  

圖書封面

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