大学课程组成原理实验讲义20096.doc

现代计算机组成原理实验讲义 杭州康芯电子有限公司 2010 目 录 一、实验与设计 1-1. 七段数码显示译码器设计 1-2. 数控分频器的设计 1-3. 8位16进制频率计设计 1-4. ADC0809采样控制电路实现 1-5. 序列检测器设计 二、 计算机功能模块设计 2.1 8位CPU功能与结构 2.2 CPU中的基本部件 2.2.1 算术逻辑单元（ALU） 2.2.2 数据缓冲寄存器 2.2.3 移位运算器 2.2.4 程序存储器与数据存储器 2.2.5 先进先出存储器FIFO 2.2.6 流水线乘法累加器 2.2.7 程序计数器与地址寄存器 2.2.8 指令寄存器 2.2.9 指令译码器与控制器 2.2.10 时序产生器 2.3 数据通路设计 2.3.1 模型机的数据通路 2.3.2 模型机的电路结构 2.4 在系统存储器数据读写编辑器应用 2.5 嵌入式锁相环调用 2.5.1 建立锁相环元件 2.5.2 测试锁相环 习题、实验与设计 2-1. 算术逻辑运算单元ALU设计实验 2-2. 带进位算术逻辑运算单元ALU设计实验 2-3. 移位运算器设计实验 2-4. LPM_ROM实验 2-5. LPM_RAM实验 2-6. 先进先出存储器LPM_FIFO实验 2-7. FPGA与外部16位RAM接口实验 2-8. 微控制器实验1：节拍脉冲发生器时序电路实验 2-9. 微控制器实验2：程序计数器PC与地址寄存器AR实验 2-10. 微控制器实验3：微控制器组成实验 2-11. 正弦信号发生器设计 三、 8位CISC计算机设计 3.1 8位CPU结构 3.2 指令系统的结构及功能的确定 3.2.1 模型机指令系统 3.2.2 拟定指令流程和微命令序列 3.2.3 微程序设计 3.3 8位CPU的硬件系统设计 3.3.1 CPU顶层设计 3.3.2 取指令和指令译码 3.3.3 设计微代码表 3.3.4 建立数据通路 3.3.5 运算器ALU的设计 3.3.6 控制执行单元 3.3.7 在模型CPU中的软件执行 3.3.8 模型CPU的硬件仿真 3.4 具有移位功能的CPU设计 3.4.1 移位运算器的VHDL设计 3.4.2 移位运算器与ALU的联合设计 3.5 含更多指令的CPU模型机设计 3.5.1 指令系统的格式 3.5.2 寻址方式确定 3.5.3 微程序控制流程图设计 3.5.4 微程序代码在LPM模块中的加载 3.6 8051单片机IP软核应用系统构建 3.6.1 K8051单片机软核基本功能和结构