东南大学计算机组成原理课程POC实验源码与报告解读

资源摘要信息:"东南大学计算机组成原理课程POC实验设计源码及报告" 1. 实验目的与工具介绍 本实验旨在通过设计与仿真一个并行输出控制器（Parallel Output Controller, POC），实现CPU系统总线与打印机之间的接口。实验基于Xilinx Vivado软件平台进行，该软件是用于FPGA（现场可编程门阵列）和ASIC（应用特定集成电路）设计的软件工具集。通过本次实验，学生可以熟悉并掌握Vivado软件的设计流程、仿真和调试方法，以及如何利用该软件进行硬件描述语言（HDL）的编程。 2. 实验内容详解 实验内容中提到的POC是计算机I/O（输入/输出）系统中的关键组件，负责CPU与外设之间的数据和控制信号传输。在本实验中，POC与打印机之间的通信通过一种“握手”协议实现，该协议规定了数据传输的时序和控制信号的交互方式。 具体而言，"握手"协议的流程如下： - 当打印机准备就绪并能接受数据时，它将RDY（Ready）信号置为高电平（1），并持续保持这一状态。 - POC检测到RDY信号后，在PD（Parallel Data）寄存器上存入一个字节（8位）的数据，并产生一个TR（Transfer）信号的上升沿脉冲，表明数据传输已经开始。 - 打印机检测到TR的上升沿信号后，便从PD寄存器上读取数据，并将RDY信号置为低电平（0），表示正在处理数据，直到打印完成。 - 打印完成后，打印机再次将RDY置为高电平，准备接收下一个数据字符，此时上述过程将重复进行。 此外，BR（Buffer Register）作为缓冲寄存器，在数据从CPU传输至打印机的过程中起到了中转站的作用。BR暂存CPU发送的数据，然后传递给打印机，确保了数据传输的连贯性和稳定性。 3. 技术要点与知识点 本实验涉及的技术要点和知识点包括但不限于： - 并行输出控制器POC的设计与实现，理解其在计算机系统中担当的角色和作用。 - “握手”协议的理解与应用，掌握数据传输过程中的时序控制和信号管理。 - Xilinx Vivado软件工具的使用，包括FPGA设计流程、仿真和调试等。 - 硬件描述语言（HDL），如VHDL或Verilog的编程技能，用于编写POC的设计代码。 - 电路仿真技术，了解如何通过仿真验证设计的正确性和性能。 - I/O接口技术，学习如何处理CPU与外设间的通信和数据交换。 4. 文件内容 该资源压缩包内应当包含的文件名称列表暗示了资源的结构和内容，可能包括以下文件： - 设计源码文件，可能是VHDL或Verilog语言编写的POC模块代码。 - 仿真测试文件，用于验证POC设计的正确性。 - 实验报告文档，详细记录实验目的、过程、结果及分析。 - Vivado项目文件，包括设计的工程设置和相关配置。 通过本实验的设计与仿真，学生可以加深对计算机组成原理、I/O接口技术以及现代FPGA设计工具的理解和应用能力，为未来从事计算机硬件设计或相关领域的研究和开发工作打下扎实的基础。