计算机组成原理与系统结构实验指导书

前言

上篇 简单CISC模型计算机实验

实验系统概述

1.1 系统的功能特点

1.2 技术指标

指令系统

2.1 指令格式框架

2.2 寻址方式

2.3 指令系统设计

2.4 程序设计

实验系统硬件构成

3.1 总框图及总线概述

3.2 运算器部件

3.2.1 运算器及进位和零标志控制电路

3.2.2 移位器及其控制电路

3.2.3 寄存器部件的组成

3.3 存储器部件

3.4 输入输出单元

3.4.1 输人单元

3.4.2 输出单元

3.4.3 手动单元

3.5 中断控制

3.6 控制器部件

3.6.1 控制器部件的组成

3.6.2 微指令格式

3.6.3 模型机结构举例

3.6.4 微程序设计

实验系统基本操作说明

4.1 实验系统硬件的基本操作

4.2 实验系统软件的功能及操作

……

教学实验项目

实验一 算术逻辑运算实验

实验二 运算器进位控制实验

实验三 移位控制实验

实验四 存储器读／写实验

实验五 总线数据传送控制实验

实验六 微码的装入及执行

实验七 简单模型机设计与实现

实验八 带移位功能的模型机设计与实现

实验九 具有中断功能的模型机设计与实现

实验十 复杂模型机的设计与实现

扩展接口实验

实验十一 外接并行口实验

实验十二 外接定时计数器实验

扩展可编程逻辑设计实验

7.1 可编程逻辑器件简介

7.2 实验项目

实验接线图及芯片资料

下篇 基于FPGA的典型RISC实验

计算机硬件设计、FPGA与HDL

MIPS体系结构与指令系统

VeriIogHDL基础

实验系统

系统开发平台

实验项目

附录 实验报告模板

参考文献

《计算机组成原理与系统结构实验指导书（第2版）》是与“计算机组成原理”课程及其主教材《计算机组成原理与系统结构》（第2版）配套的实验教材。《计算机组成原理与系统结构实验指导书（第2版）》共分上、下两篇：上篇为简单CISC模型计算机实验，主要以“Yy—z02计算机组成原理实验系统”为实验平台，引导读者使用微程序设计方法完成指令系统的实现，含14个实验项目；下篇是典型RISC计算机实验，主要以“DigilentNexys3”FPGA开发板为实验平台，以MIPS架构cPu为模型，引导读者逐步设计实现一个单周期的MIPScPu，含10个实验项目。上、下篇均按照概述、指令系统、硬件系统、开发软件平台和实验项目五部分来组织，使读者能够按照“了解概况一了解目标一熟悉工具一深入实现”的路径完成课程学习。