计算机体系结构实验指导书.doc

计算机体系结构实验指导书.doc:..《计算机体系结构》唐山学院计算科学与技术实验教学中心2011年12月前言:十六位机(FPGA)扩展实验板通过选配的十六位机(FPGA)扩展板,就可以在COP2000计算机组成原理实验仪上做十六位、三十二位模型机的实验。FPGA扩展板上有:50万门大规模FPGA芯片,学生将设计好的电路下载到芯片上,来完成模型机的功能。可以根据难易程度,可以先设计8位,再到16位,再到32位逐步完成,灵活多变,开放性好。学生在设计过程中,能充分理解模型机中各部件,各电路的实现方法,强化学****效果。64Kx16位存储器,能保存大容量的程序。12位八段数码管,用于显示模型机内部的寄存器、总线值,学生在设计时,可将耑要观察的内部寄存器、总线等值接到这些八段管上,直观地观察模型机运行时内部状态变化。16位发光管,用于显示模型机內部的状态,例如进位标志、零标志、屮断屮请标志等等。四十路开关,用于输入外部信号,例如在做单步实验时,这些开关可用来输入地址总线值、数据总线值、控制信号等。在COP2000的主界而上,按“打开FPGA扩展板窗口”按钮,打开FPGA扩展板的界面,此窗口有两个页面,“结构图”页面和“存储器”页面。在“结构图”页面上,显示出与实际FPGA扩展板相同的器件及各器件与FPGAXC3S500E相连接的管脚号,在实验时,只要将想观察的值从相应的管脚输出,就会在八段数码管或发光二极管上显示出来,注意用八段数码管观察伉时,只需直接在管脚上输出数据即可,无需另加译码逻辑电路将数据值译成八段码格式。需要读入键盘值时,就直接从该键盘相连的管脚读入。RAM与XC3S500E相连的地址线数据线及读写控制线所对应的管脚也显示在图上,当有存储器渎写操作时,各信号所对应的值会在图上显示。“CLOCK”“INT”状态灯显示单脉冲信号和中断申清信号的状态,在做模型机总体实验时,学生可以在COP2000的主板上按下单脉冲或屮断申请按键,键的状态会在此显示。“时钟选择”用于选择总体实验时,模型机的时钟是单脉冲还时连续的高速时钟脉冲。“结构图”、中断输入AOP192BOP100CLKP183A1P193BIP99INTP108A2P196B2P98A3P197B3P83A4P199B4P82A5P200B5P187A6P202B6P189A7P203B7P190RAM存储器AOP179A8P146DOP167D8P120CSP168A1P178A9P113DIP165D9P122RDP139A2P177A10P115D2P164DIOP123WRP152A3P172AllP116D3P163DllP128BHP138A4P171A12P119D4P162D12P132BLP137A5P151A13PHOD5P161D13P133A6P150A14P144D6P160D14P134A7P147A15P145D7P153D15P135上表中,存储器控制线的CS表示片选信号,WR为写信号,RD为读信号,BH为数据高八位选择信号,BL为数据低八位选择信号。注意E18、E