CPLD实现的计算机硬件课程设计——运算器与FIFO存储器

"本文档主要介绍了基于CPLD的计算机硬件课程设计，涵盖了测试程序的编写、设计步骤、设计题目、相关知识、注意事项以及设计报告的要求。" 计算机硬件课程设计是高等教育中一门重要的实践课程，旨在让学生掌握硬件设计的基础理论和实际操作技能。在这个课程设计中，学生将使用CPLD（复杂可编程逻辑器件）来实现各种计算任务。CPLD是一种灵活的集成电路，可以被编程和重新配置以满足特定的逻辑功能需求。 测试程序的代码段展示了如何将数据从地址80H加载到寄存器R0，然后将R0的内容分别移动到DR1和DR2，接着执行加法操作将DR1和DR2的值相加，结果存储回R0，并最终将结果保存到地址82H。这样的程序设计是硬件设计中常见的操作，用于验证硬件模块的功能。 设计步骤包括使用ABEL语言或原理图进行设计，通过ispEXPERT软件进行调试并生成JEDEC文件，确保下载电缆连接正确，然后在TDN-CM++开发板上组装电路，并进行结果检查。设计题目涵盖了一系列计算机构架的设计，如运算器ALU、FIFO存储器、RISC模型机、流水模型机、重叠模型机和超标量模型机。 相关知识部分提到了ABEL语言的简介，这是一种常用的硬件描述语言，用于定义CPLD的行为。ispEXPERT软件是CPLD设计和调试的常用工具，而CPLD1032和1048是两种常见的CPLD型号，具有可编程的逻辑功能。 在注意事项中，强调了每位学生应单独使用设备，项目文件应存储在个人D盘，同时需遵守实验室规则，保持良好的出勤记录。设计报告的格式要求包括设计目的、内容与要求、设计原理、结果分析以及对题目的评价，这些都直接影响着课程设计的最终成绩。 运算器ALU的设计要求设计一个8位的运算器，能够执行至少8种不同的运算。这通常涉及对74LS181等芯片功能的理解，并使用ABEL语言进行描述和仿真。FIFO存储器的设计则要求创建一个8*8大小的FIFO，带有满标志和空标志，以及写入和读取信号，其结构包含控制信号模块、寄存器模块和数据选择器模块。 这个课程设计项目不仅要求学生理解硬件设计的基本概念，还要求他们具备编程、调试和系统集成的能力，是提高综合设计能力的重要实践环节。