计算机组成原理实验课程大纲

《计算机组成原理实验课程大纲》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、《计算机组成原理实验》课程大纲一、课程基本情况课程编号06s8204学分2.0开课学期秋春夏（小学期）课程名称（中文）计算机组成原理实验（英文）ComputerOrganizationandArchitectureExperiment课程类别必修限选任选；1年级2年级3年级4年级课程学时课内总学时课内学时分配课外学时分配及其分配36讲课学时0课程准备和复习0实验学时36实验/上机准备0上机学时0课外上机0教学方式课堂讲授为主实验为主自学为主专题讨论为主考核方式百分制评分依据预习报告（10%）+当堂验收（30%）+实验报告（60%）适用院系计算机学院，

2、高等工程学院适用专业计算机软件与理论，计算机应用技术，计算机系统结构先修课程数字逻辑、数字逻辑实验预备知识教材与(1)“计算机组成原理实验教程”，张亮，北航印刷厂（自编教材）参考文献二、教学目标《计算机组成原理实验》是配合《计算机组成原理》的理论教学中计算机硬件系统的组成、各部件的结构和工作原理而设置的教学内容，是相应教学内容的配套课程，是计算机组成原理的重要环节。通过本课程的各项实验，使同学进一步掌握计算机各部件的基本原理和结构，掌握计算机各部件的基本设计方法和实验方法，帮助同学建立计算机时间-空间的整体概念，巩固课堂知识，初步培养学生的实验操作能

3、力和分析解决问题能力。三、课程简介配合理论教学，提供了不同类型（如验证型、设计型、综合型）的共七个实验单元。实验内容分为部件实验和综合实验，由浅入深，循序渐进。部件实验主要包括存储器，运算单元，微控制器等，综合实验分别为8位CISCCPU设计和32位RISCCPU——MIPS-C设计。这些实验承接先开的《数字逻辑》实验，并为后续的《计算机接口与通讯技术》实验奠定坚实的基础。四、实验教学内容及其基本要求课程实验（一）实验名称：存储器与运算器高级设计（4学时，验证型和设计型）实验目的：了解存储器、运算器的电路结构和工作原理。掌握FPGA中先进先出存储器L

4、PM_FIFO的功能、工作特性、测试方法和读写方法；了解FPGA中LPM_FIFO的功能，掌握LPM_FIFO的参数设置和使用方法。掌握FPGA与外部RAM的硬件接口技术，通过FPGA控制，向外部RAM写入数据，通过FPGA控制，从外部RAM读出数据，并且利用数码管显示读出的数据。利用VerilogHDL语言编程设计带进位算术逻辑运算单元，移位运算器。验证带进位控制的算术运算功能发生器的功能，按指定数据完成集中指定的算术运算。验证移位运算器的组合功能。实验内容：（1）采用LPM宏单元设计一个先进先出存储电路FIFO，增加“空”、“未满”、“满”设计仿

5、真波形并进行分析和验证。根据实验电路选择适当的模式，设计相应的引脚锁定方案，并下载到实验台。观察并记录当LPM_FIFO为“空”、“未满”、“满”是，各种输出信号的变化情况。（2）用FPGA与外部RAM接口，设计一个实现对外部RAM的读写控制电路，设计仿真波形并进行分析和验证。根据实验电路选择适当的模式，设计相应的引脚锁定方案，并下载到实验台。观察并记录写入和读出的数据，并进行比较。（3）采用VerilogHDL语言设计一个带进位算术逻辑运算单元ALU电路。设计仿真波形并进行分析和验证。根据实验电路选择适当的模式，设计相应的引脚锁定方案，并下载到实验

6、台。观察并记录带进位ALU的功能，通过指定数据完成全部的运算功能，并将结构填入带进位ALU实验数据表中。（4）采用VerilogHDL语言设计一个移位运算器电路。设计仿真波形并进行分析和验证。根据实验电路选择适当的模式，设计相应的引脚锁定方案，并下载到实验台。观察并记录移位运算器的组合功能，并将理论分析值与实验结果进行比较。课程实验（二）实验名称：微控制器组成实验（4学时，设计型和验证型）实验目的：掌握微指令控制、微地址寄存器控制、数据寄存器译码控制以及微程序控制器的工作原理和构成原理。掌握微程序的编写，输入，观察微程序的运行。实验内容：（1）采用L

7、PM宏单元设计微指令控制电路，设计仿真波形并进行分析和验证。根据实验电路选择适当的模式，设计相应的引脚锁定方案，并下载到实验台。根据微程序控制器的内部结构，记录当标志位变化时，微指令的变化对输出微地址控制信号的影响。（2）采用LPM宏单元设计微地址寄存器控制电路，设计仿真波形并进行分析和验证。根据实验电路选择适当的模式，设计相应的引脚锁定方案，并下载到实验台。观察并记录微地址寄存器在正常工作情况下，由输入、输出的微地址实验数据，以及在发生控制/转移情况下，当控制信号有效时，输出的微地址发生变化的情况。（3）采用LPM宏单元设计数据寄存器译码控制电路，

8、设计仿真波形并进行分析和验证。根据实验电路选择适当的模式，设计相应的引脚锁定方案，并下载到实验台。观察并记录