计算机系列教材计算机系统结构实验指导/秦国锋等_PDF下载[105MB-百度云]秦国锋，王力生，陆有军，郭玉臣

本书特色

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本书按照课程培养目标进行CPU的优化实验，在FPGA开发板上对基本硬件电路、CPU各个基础模块、单周期CPU以及多周期CPU的实现等基础上，着重介绍如何对CPU进行优化，以及如何设计流水线CPU，并依次实现多功能静态流水线CPU、多功能动态流水线CPU，以及三级存储体系。全书共分为4篇：第1篇（第1章）为环境篇；第2篇（第2章）为工具软件篇；第3篇（第3～6章）为应用篇；第4篇（第7章）为综合应用篇。本书提供了大量的实验代码，均在相关知识点后面，以便读者进行学习和测试。
本书可作为高等院校计算机、软件工程专业高年级本科生、研究生的教材，也可作为对UML比较熟悉并且对软件建模有所了解的开发人员、相关科技工作者和研究人员的参考用书。

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内容简介

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本书按照课程培养目标进行CPU的优化实验，在FPGA开发板上对基本硬件电路、CPU各个基础模块、单周期CPU以及多周期CPU的实现等基础上，着重介绍如何对CPU进行优化，以及如何设计流水线CPU，并依次实现多功能静态流水线CPU、多功能动态流水线CPU，以及三级存储体系。全书共分为4篇：篇（章）为环境篇；第2篇（第2章）为工具软件篇；第3篇（第3～6章）为应用篇；第4篇（第7章）为综合应用篇。本书提供了大量的实验代码，均在相关知识点后面，以便读者进行学习和测试。
本书可作为高等院校计算机、软件工程专业高年级本科生、研究生的教材，也可作为对UML比较熟悉并且对软件建模有所了解的开发人员、相关科技工作者和研究人员的参考用书。

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目录第1篇环境篇第1章实验软件环境的安装与配置31.1ModelSim的安装配置31.2Vivado的安装配置71.3Vivado和ModelSim关联13第2篇工具软件篇第2章工具软件的主要功能192.1Xilinx FPGA器件192.2Vivado设计流程202.2.1利用Vivado进行功能仿真222.2.2设计综合252.2.3工程实现272.3ModelSim基本使用292.3.1新建ModelSim库302.3.2创建工程31第3篇应用篇第3章单周期CPU的设计与实现353.1实验介绍353.2总体设计353.2.1指令格式353.2.2总体数据通路383.3主要模块设计40第4章简单的流水线CPU设计474.1实验内容474.2实现目标474.3流水线CPU介绍与设计474.3.1CPU顶层视图474.3.2指令集474.3.3五级流水线49第5章静态流水线的设计、分析与验证645.1静态流水线的基本原理645.2实验介绍655.3实验设计665.3.1静态流水线的总体结构665.3.2总体架构部件的解释说明685.3.3实验仿真过程波形图及某时刻寄存器值的物理意义875.4实验验证885.4.1算法流程图885.4.2汇编程序895.5流水线的性能指标定性分析（包括吞吐率、加速比、效率及相关与冲突分析）90第6章动态流水线的设计、分析与验证946.1动态流水线的基本原理946.2实验介绍956.3实验设计956.3.1动态流水线的总体结构966.3.2实验仿真过程波形图及某时刻寄存器值的物理意义1166.4实验验证1166.4.1算法流程图1166.4.2汇编程序1186.5流水线的性能指标定性分析（包括吞吐率、加速比、效率及相关与冲突分析）119第4篇综合应用篇第7章三级存储结构的设计、实现与验证1277.1三级存储的基本原理1277.2实验描述1277.2.1总体框架1277.2.2实验具体要求1287.3系统设计与实现1297.3.1系统设计整体模块图1297.3.2三级存储子系统设计1307.3.3系统工作数据流说明1317.3.4具体模块实现1327.4实验验证1537.4.1验证程序1537.4.2从U盘下板1537.4.3SD卡写入程序测试1547.4.4中途更换SD卡测试155参考文献156