CMA FPGA实验教程：计算机组成原理详解

本教程《CMA组成原理FPGA》专为西安唐都科教仪器公司研发的TD-CMA实验教学系统设计，旨在配合"计算机组成原理"课程的实践教学。该书共分为六个章节，涵盖了计算机组成的关键组成部分和系统结构。 第1章至第3章主要关注计算机硬件的基本部件，包括运算器、存储系统和控制器。1.1节介绍基本运算器实验，让学生理解基本运算器的工作原理，1.2节深入探讨超前进位加法器设计实验，提升学生的硬件设计能力，而1.3节则涉及阵列乘法器设计，涉及更高级的算法实现。 第2章讲述存储系统，包括静态随机存储器(SRAM)实验，帮助学生了解内存工作原理和性能优化，以及2.2节的Cache控制器设计实验，让学生熟悉高速缓存控制的实现和优化策略。 第3章聚焦控制器的设计，包括时序发生器实验，培养时序设计技巧，以及微程序控制器实验，让学生理解高级控制逻辑的实现。这些章节通过实例，让学生深入理解计算机指令执行的核心机制。 第4章转向计算机系统的总线设计，这是连接各个部件的关键。章节内容包括系统总线的介绍，以及两种类型的总线接口实验：一是具有基本输入输出功能的接口，二是包含中断和DMA功能的接口，让学生掌握总线通信和扩展技术。 第五章是模型计算机设计实验，通过构建不同复杂度的模型，让学生观察和理解计算机各部件如何协同工作，以及系统设计的整体思路。这章有助于培养系统集成和设计的能力。 最后，第6章是输入输出系统扩展实验，通过模型机的扩展，引入中断和DMA功能，并利用8253定时计数器进行扩展和编程，让学生掌握常见接口芯片的应用和扩展技术。 本书适合对FPGA有一定基础的学习者，可以作为eda在模型机设计中的参考，同时也为那些未接触过计算机接口技术的学生提供了一条学习路径。然而，由于技术和教材更新快速，书中可能存在一些问题和错误，作者鼓励读者提出宝贵意见，共同进步。 总体来说，《CMA组成原理FPGA》是一本结合理论与实践操作的计算机组成原理教材，旨在培养学生的动手能力和理论知识的融会贯通。