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第1章 COP2000系统硬件简介1

1.1 COP2000硬件特点1

1.2 COP2000硬件组成3

1.2.1 控制台硬件组成3

1.2.2 运算器模块3

1.2.3 程序计数器模块4

1.2.4 内存模块5

1.2.5 微程序控制模块5

1.3 FPGA实验板组成8

1.4 COP2000控制台及其使用方法8

1.4.1 显示内部寄存器9

1.4.2 内存操作9

1.4.3 控制存储器操作10

1.4.4 键盘调试举例11

1.5 COP2000系统的自动检测13

第2章 COP2000集成开发环境使用14

2.1 COP2000计算机组成原理实验系统软件简介14

2.1.1 文件功能15

2.1.2 结构图功能16

2.1.3 逻辑分析功能16

2.1.4 图示帮助功能17

2.1.5 指令、微程序、跟踪功能17

2.1.6 快捷键图标功能19

2.2 FPGA实验板软件简介19

2.2.1 FPGA扩展板结构图功能19

2.2.2 FPGA扩展板存储器界面功能21

第3章 可编程逻辑器件与EDA技术简介23

3.1 简单可编程逻辑器件简介23

3.1.1 GAL的结构和工作原理23

3.1.2 GAL16V8七段显示器译码电路设计25

3.2 复杂可编程逻辑器件CPLD简介28

3.2.1 XC9500系列器件结构28

3.2.2 XC9572的ALU设计举例29

3.3 现场可编程门阵列FPGA简介34

3.3.1 Virtex阵列34

3.3.2 输入输出块（IOB）35

3.3.3 可配置逻辑块（CLB）36

3.3.4 时钟分布38

3.4 ABEL硬件描述语言简介38

3.4.1 ABEL语言用户源文件的基本结构39

3.4.2 ABEL语言的基本语法45

3.5 VHDL硬件描述语言简介52

3.5.1 概述52

3.5.2 VHDL语言的基本结构53

3.5.3 VHDL的标识符、数据对象、数据类型68

3.5.4 VHDL语言的运算操作符74

3.6 Xilinx Foundation F4.2简介77

3.6.1 建立设计项目78

3.6.2 建立空设计文件78

3.6.3 保存VHDL文本80

3.6.4 将VHDL文件加入项目中81

3.6.5 对项目中的设计进行综合81

3.6.6 逻辑功能模拟81

3.6.7 在窗口内添加信号82

3.6.8 定义驱动信号波形83

3.6.9 运行软件逻辑仿真83

3.6.10 保存仿真波形85

3.6.11 项目编译85

3.6.12 逻辑功能验证86

3.6.13 时序分析88

3.6.14 将信号锁定到芯片的管脚88

3.6.15 重新综合／编译90

3.6.16 编程下载90

3.6.17 设置／选择实验仪的工作模式90

3.6.18 在实验仪验证设计90

第4章 模型机基本部件实验92

4.1 运算器实验92

4.1.1 运算器验证实验92

4.1.2 8位ALU设计实验94

4.1.3 16位ALU设计实验95

4.2 存储器实验98

4.3 控制器实验101

4.3.1 微程序控制器实验101

4.3.2 硬布线控制器实验103

4.4 中断控制器实验105

4.4.1 中断控制器验证实验105

4.4.2 中断控制器设计实验107

第5章 模型机整机实验110

5.1 模型机与机器指令执行实验110

5.2 指令／微指令设计实验114

5.3 RISC指令／微指令设计实验119

第6章 模型计算机课程设计121

6.1 模型计算机设计方法121

6.2 模型计算机课程设计实验124

6.3 课程设计报告样例125

6.4 课程设计报告样例源程序138

6.4.1 VHDL源程序138

6.4.2 UCF文件168

附录A 实验仪相关芯片资料172

A.1 数字集成电路172

A.2 存储器178

A.3 可编程逻辑器件180

A.4 微控制器等184

附录B COP2000指令和微指令186

B.1 模型机指令186

B.2 模型机微指令187

附录C 实验仪相关的硬件描述语言源文件194

C.1 硬布线控制器的ABEL源文件194

C.2 8位模型计算机VHDL源文件213

参考文献242