计算机组成与系统结构实验教程

第1章 实验系统简介

1.1 实验平台系统主板结构

1.2 系统实验方法

1.3 实验流程

第2章 Quartus使用指南

2.1 QuartusⅡ简介

2.2 QuartusⅡ设计流程

2.2.1 创建工程

2.2.2 设计输入

2.2.3 分析综合

2.2.4 仿真

2.2.5 编译

2.2.6 编程下载

2.3 QuartusⅡ工程示例

2.3.1 原理图输入方式

2.3.2 硬件描述语言输入方式

2.4 生成片内器件

2.5 关键实验步骤概述

2.5.1 实验创建工程

2.5.2 仿真

2.5.3 绑定管脚

2.5.4 生成.sof文件

2.5.5 生成.rbf文件

第3章 ModelSim使用指南

3.1 ModelSim下载与安装

3.2 ModelSim使用

3.3 ModelSim与Quartus联合使用

第4章 基础实验

4.1 海明码编码及校验

4.1.1 实验目的

4.1.2 实验原理

4.1.3 实验指导

4.2 CRC码编码及校验

4.2.1 实验目的

4.2.2 实验原理

4.2.3 实验指导

4.3 BCD码加法

4.3.1 实验目的

4.3.2 实验原理

4.3.3 实验指导

第5章 部件实验

5.1 ALU实验

5.1.1 实验目的

5.1.2 实验原理

5.1.3 实验内容与指导

5.2 存储器实验

5.2.1 实验目的

5.2.2 存储器的分类及原理

5.2.3 实验内容及指导

5.2.4 实验设计及说明

5.2.5 实验平台调试

第6章 无流水CPU设计

6.1 实验介绍

6.2 指令集

6.3 无流水线CPU工作原理

6.4 模块说明

6.5 平台测试

6.6 仿真测试

6.7 调试指导

6.8 示例测试

第7章 多级流水CPU设计

7.1 实验介绍

7.2 指令集

7.3 五级流水工作原理

7.4 示例程序测试

7.5 调试指导

第8章 带Cache五级流水线CPU设计

8.1 实验介绍

8.2 Cache的工作原理

8.3 实验操作

8.4 接口与管脚分配

8.5 调试指导

附录 CHULP1信号名与芯片管脚对照表及示意图

本书分为8章，第1章是实验系统的简单介绍，包括可编程逻辑器件的简介、实验系统的硬件构架以及实验方法和实验流程三部分，让学生对实验环境有大致的了解，以便后期开展实验；第2章是QuartusⅡ的使用，以用户手册的形式按步骤介绍软件的使用；第3章是仿真工具ModelSim使用简介；第4章是基础实验内容和实验指导，该部分由浅入深地组织了多个经典的编码及校验实验内容；第5章是计算机组成部件实验内容和实验指导，该部分主要围绕运算器和存储器展开实验；第6章到第8章，深入细致地介绍无流水CPU、多级流水CPU和Cache五级流水线CPU的设计实验。本书为计算机组成与系统结构类实验教程，实验支持本地和远程两种实验模式，在增加学生实验方便性的同时也减轻了实验室和指导教师的压力。本书面向计算机专业本科生，也可以作为学习计算机组成与系统结构类课程的实验教程。

来自清华的一线实验教学用书，既可以和姊妹教材《数字逻辑设计实验教程》联合使用，可以根据需要单独使用。是一部在设计和开发了一个相对完善的计算机实验教学体系和硬件教学系统后，经过多年积累形成的教程，本书稿得到了历届清华学子的好评。设计的实验支持本地和远程两种实验模式，在增加了学生实验方便性的同时也减轻了实验室和指导教师的压力。