计算机组成原理实验教程

目录

第1章处理器设计/1

1.1MIPS指令系统1

1.1.1MIPS指令格式1

1.1.2MIPS寄存器2

1.1.3MIPS的指令集选择2

1.2MIPS CPU设计12

1.2.1单周期CPU设计12

1.2.2多周期CPU设计23

1.2.35级流水线CPU设计31

1.3MIPS的中断处理41

1.3.1MIPS的协处理器42

1.3.2MIPS的中断处理43

第2章硬件平台/44

2.1概述44

2.1.1Minisys开发板资源44

2.1.2主芯片XC7A100T的关键资源45

2.2板上存储器45

2.2.1DDR3 SDRAM46

2.2.2SRAM47

2.2.3非易失的串行Flash48

2.3FPGA配置48

2.4基本I/O 49

2.4.1拨码开关与LED灯49

2.4.2按键开关50

2.4.37段数码管50

2.5其他接口52

2.5.1时钟52

2.5.24×4矩阵键盘53

2.5.3VGA模块53〖1〗计算机组成原理实验教程目录[3]〖3〗

2.5.4蜂鸣器54

2.5.5麦克风54

2.5.6USBUART桥54

2.5.7以太网54

2.5.8EJTAG接口55

第3章开发环境/57

3.1Logisim57

3.1.1设计分析57

3.1.2设计过程57

3.1.3仿真测试62

3.1.4封装电路64

3.1.5电路应用65

3.2Mars 66

3.2.1打开Mars66

3.2.2编写汇编程序67

3.2.3汇编67

3.2.4运行并调试68

3.3Vivado69

3.3.1FPGA开发流程69

3.3.2设计实例70

第4章基础实验/92

4.1多路选择器的设计与实现92

4.1.1用Logisim实现2选1 多路选择器93

4.1.2用Verilog语言设计2位数据的2选1多路选择器98

4.2运算器的设计与实现118

4.2.1算术逻辑单元的设计与实现118

4.2.2寄存器文件的设计与实现127

4.3存储器的设计与实现133

4.3.1Logisim模拟存储器扩展133

4.3.2存储器的IP核实现137

4.4单周期CPU的设计与实现144

4.4.1MIPS汇编程序144

4.4.2单周期CPU的设计与实现149

第5章拓展实验/156

5.1多周期CPU的设计与实现156

5.25级流水线CPU设计与实现164

5.3支持中断的多周期CPU设计与实现166

参考文献/169