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1、计算机硬件课程设计－－用CPLD实现内 容 简 介一、相关知识介绍二、设计题目三、总体设计步骤四、设计报告格式要求五、注意事项总体设计步骤说明1.按题目的要求，用ABEL语言或原理图做设计。2.在ispEXPERT软件中调试，生成JEDEC文件，准备下载到CPLD中。3.下载前先检查下载电缆的连接是否正确。4.按电路图在TDN－CM＋＋上组装电路。5.检查结果，看设计要求是否达到。设 计 题 目一、运算器ALU的设计二、存储器FIFO的设计三、RISC模型机的设计四、流水模型机的设计五、重叠模型机的设计六、超标量模型机的设计相关知识简介
2、一、ABEL语言简介二、ISPEXPERT使用提示三、CPLD1032和1048说明注意事项一人一台套设备上机调试。将自己的项目文件建立在D盘。设计过程中请遵守实验室的规章制度。设计期间，请不要随便迟到早退及无故旷课。课程设计的成绩由上机调试、设计报告、考勤记录三部分组成，比例大约为：50%、40%、10%。设计报告格式要求一、设计目的二、设计内容与要求三、设计原理四、设计结果及分析五、对这个设计题目的评价运算器ALU的设计1.设计要求设计一片8位的ALU，能实现至少8种运算。2.设计提示可以根据74LS181的功能表，用ABEL语言描
3、述，经编译、仿真，下载到1032中。3.具体实现用TDN－CM＋＋板上资源连接成ALU单元，实现ALU的运算。仿真波形如下图所示。4位ALU的仿真波形FIFO存储器的设计1.设计要求设计一个8＊8的FIFO存储器，带有満、空标志，如下图所示。2.设计原理这是一个8*4的FIFO,在顶层原理图，有三个模块：控制信号模块、寄存器模块、数据选择器模块都用ABEL语言设计。EMPTY：FIFO存储器为空标志，高电平有效。FULL：FIFO存储器满标志，高电平有效。RST：清FIFO存储器为空。FIFOWR：FIFO存储器写入信号，低电平有效。F
4、IFORD：FIFO存储器读信号，低电平有效。ID0～ID7：FIFO存储器输入数据线。OD0～OD7：FIFO存储器读出数据线。各信号后的括号内的数字为本设计在CPLD中定义的相应的管脚号。FIFO存储器结构顶层原理图FIFO控制模块ABEL程序MODULEFIFO"INPUTRST,FIFORD,FIFOWRPIN;"OUTPUTOEE1,OEE2,FULL,EMPTYPINISTYPE'COM';OE1,OE2,O2,O1PINISTYPE'REG';"NODEW,FLAGGPINISTYPE'REG';C1,C2,C3,C4PI
5、NISTYPE'COM';"OE=[OE2,OE1];O=[O2,O1];OEE=[OEE2,OEE1];"EQUATIONSOE.CLK=FIFORD;O.CLK=FIFOWR;OE.AR=!RST;O.AR=!RST;W.CLK=FIFORD;W.AR=!RST#(!FIFOWR);W:=1;FLAGG.CLK=FIFOWR;FLAGG.AR=W&(!FIFORD)#(!RST)#(OEE==1)&(!FIFORD);FLAGG:=1;WHENOE==3THENOE:=0ELSEOE:=OE+1;WHENO==3THENO:=0EL
6、SEO:=O+1;OEE=O-OE;C1=!FIFOWR&!O2&!O1;C2=!FIFOWR&!O2&O1;C3=!FIFOWR&O2&!O1;C4=!FIFOWR&O2&O1;EMPTY=(OE==O)&!FLAGG;FULL=(OE==O)&FLAGG;END数据选择模块MODULEMUX4"INPUTOE1,OE2,CLKPIN;D07,D06,D05,D04,D03,D02,D01,D00PIN;D17,D16,D15,D14,D13,D12,D11,D10PIN;D27,D26,D25,D24,D23,D22,D21,D20
7、PIN;D37,D36,D35,D34,D33,D32,D31,D30PIN;"OUTPUTO7,O6,O5,O4,O3,O2,O1,O0PINISTYPE'REG';"I0=[D07,D06,D05,D04,D03,D02,D01,D00];I1=[D17,D16,D15,D14,D13,D12,D11,D10];I2=[D27,D26,D25,D24,D23,D22,D21,D20];I3=[D37,D36,D35,D34,D33,D32,D31,D30];OD=[O7,O6,O5,O4,O3,O2,O1,O0];OE=[OE2,O
8、E1];EQUATIONSOD.CLK=!CLK;WHENOE==0THENOD:=I0;ELSEWHENOE==1THENOD:=I1;ELSEWHENOE==2THENOD:=I2;ELSEWHENOE
