| 作者 |
| 关桂霞、朱晓燕、王晶 |
| 丛书名 |
| 高等学校计算机专业规划教材 |
| 出版社 |
| 清华大学出版社 |
| ISBN |
| 9787302504566 |
| 简要 |
| 简介 |
| 内容简介 本书根据计算机组成原理课堂教学的需求，以培养学生计算机系统设计能力为目的，详细介绍了针对MIPS指令子集的单周期CPU、多周期CPU以及5级流水线CPU的具体设计过程，展示了利用Logisim和Verilog两种方法进行功能部件的设计以及组装CPU的具体方法。 本书的教学内容反映了当前CPU设计的主流方法，特色在于采用模块化、自底向上的设计方法将原理图设计与抽象的硬件语言描述相结合，更适合普通高校的学生参考。本书内容编排上由浅入深、由易到难，符合初学者的认知规律，使初学者能够根据实验指导顺利完成典型指令的CPU设计。通过本书的学习，读者还可以掌握利用Logisim进行逻辑设计的方法以及利用FPGA开发的设计流程。 本书可作为应用型普通高校计算机专业计算机组成原理”课程配套的实验教材，也可作为计算机系统设计爱好者的参考用书。 |
| 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[3]〖3〗 2.5.4蜂鸣器54 2.5.5麦克风54 2.5.6USBUART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 |