CPLD实现的FIFO控制模块：计算机硬件设计关键步骤与注意事项

本篇文档主要介绍了计算机硬件课程设计中使用CPLD（复杂可编程逻辑器件）实现FIFO（First-In-First-Out，先进先出）控制模块的详细设计过程。FIFO是一种常见的数据结构，常用于缓存和通信系统中，确保数据按照输入顺序进行处理。 设计模块名为"FIFO"，其输入包括复位信号RST、FIFO读请求FIFORD和写请求FIFOWR，输出包括数据有效性指示OEE1和OEE2、满标志FULL、空标志EMPTY以及输出选通OE1和OE2。模块内部还定义了W、FLAGG等寄存器，以及连接到C1至C4的四个组合逻辑输出端口。 设计的关键部分包括FIFO的时序逻辑控制。例如，OE和O信号的时钟分别由FIFORD和FIFOWR控制，且在复位时置为无效。W寄存器在FIFORD上升沿且非FIFOWR时置1，FLAGG则根据写请求、读请求、溢出标志和非复位条件更新。FIFO的写操作遵循写满后自动清零的规则，而读操作则按先进先出的原则进行。 控制逻辑中，通过比较OE和O的值来计算OEE，反映当前FIFO中的数据差异。四个组合逻辑输出C1至C4用于指示FIFO的状态，如未写入、未读取、写入但未读取和写入并读取的数据状态。 设计过程中，使用ABEL语言编写模块并在ispEXPERT软件中进行调试，生成JEDEC文件以便下载到CPLD1032或1048中。在实际应用中，需确保下载电缆连接正确，并在TDN-CM++硬件平台上进行电路组装和测试，验证设计是否满足设计题目要求。 此外，课程设计还包括其他计算机硬件模块的设计，如运算器ALU和不同类型的处理器模型设计。整个课程设计不仅考察学生的硬件编程能力，也强调理论知识的应用和实验操作的规范性，如遵守实验室规章制度、正确使用设备、按时完成任务等。 设计报告应包含设计目的、内容要求、原理描述、结果分析以及对设计题目的评价，同时结合ALU和FIFO的具体设计细节，展示学生对CPLD编程和硬件设计的理解和实践能力。