“计算机组成与设计”实验教材

第一篇 计算机系统（模型机）的设计方法介绍

第1章 概述

1．1 背景

1．2 课程的设计思路

1．2．1 设计定位

1．2．2 开发方法的设计

1．3 技术要求和实施平台

第2章 计算机系统设计方法的描述

2．1 系统开发的整体规划（见图2—1）

2．2 系统的体系结构描述（三种）

2．3 系统的初步划分

2．4 系统内部模块的关联

2．5 系统的详细设计流程图

第3章 计算机系统的设计与实现（组合逻辑设计方案）

3．1 构建数据流的路径

3．2 配置数据流路径（数据通路）的基本部件

3．3 取指周期的分析

3．4 数据通路的构建举例

3．4．1 取指令数据通路的构建（见图3—2）

3．4．2 各类指令数据通路的构建

3．4．3 总的数据通路的形成

3．4．4 数据通路中控制信号的确定

3．5 指令集设计

3．5．1 指令系统设计概述

3．5．2 指令类型的设计

3．5．3 指令格式的设计

3．5．4 寻址方式的确定

3．5．5 各条指令的描述与功能部件的配置

3．5．6 写出“指令系统对照表”

3．6 控制器的设计

3．6．1 控制器的设计概述

3．6．2 控制器的基本逻辑模块组成

3．6．3 微操作与各种信号之间的关系

3．6．4 “时序”设计要点

3．6．5 时序电路模块的设计

3．6．6 组合逻辑控制器的一般设计方法和步骤

3．6．7 一个控制器设计方法（CU的状态图描述法）的描述

3．6．7．1 设计思路和步骤

3．6．7．2 分析指令执行过程

3．6．7．3 控制器微操作序列的设计

3．6．7．4 控制器微命令的设计

3．6．7．5 控制器的状态机图的设计

3．6．7．6 描述信号（微命令）和状态之间的关系

3．7 控制器和系统的实现（“组合逻辑”的设计方案）

3．7．1 控制信号产生电路的硬件实现方法

3．7．2 系统各级电路的硬件实现

3．8 控制器的仿真测试

3．9 存储器的设计要点

……

第二篇 VHDL语言基础及实例

第三篇 实验项目

《计算机组成与设计实验教材--基于设计方法 VHDL及例程(西安交通大学本科十二五规划教材)》( 作者姜欣宁)是为“计算机组成原理”课而编写的实验教材。第一篇通过两个完整的计算机模型机的设计过程，详细地说明了系统的设计思路和实现方法；包括各功能部件的实现、指令集的设计和系统的集成；第二篇介绍了硬件描述语言VHDL的基本用法；包括VHDL程序的基本构成、描述方法、常用语句、层次结构设计等；第三篇介绍计算机组成实验例程；帮助同学们理解计算机底层的数据通路、层次结构和时序等概念和提高实用编程技能。附录1介绍了最新版Xilinx ISEl4．4开发软件的使用方法。附录2介绍了)(JEcA 实验教学系统的构成及例程，它是基于 Xilinx最新的ZYNQ一7000平台，学习Xilinx PlanAhead等软件的入门教材。附录3介绍了 TEC—CA机的使用方法和QuartusII开发平台的使用。
　　《计算机组成与设计实验教材--基于设计方法 VHDL及例程(西安交通大学本科十二五规划教材)》重点突出、内容丰富、简明实用；可作为高等院校计算机、电子、通讯和自动控制各专业本科生相关课程的教材和参考书，也可作为硬件设计人员的参考书。