计算机组成原理（西安理工大学）实验三3基于fpga的十六位机实验-讲课用

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1、实验三一3基于FPGA的十六位机实验一十六位扩展实验板简介LED5LED4LED3LED2LED1LEDOL7EP1C6Q240C8NIDT71V016L0EXIAS(By.II)JTAG(By.II)K4(7-0)K3(7-0)K2(7-0)KI(7-0)KO(7-0)(1)EP1C6Q240C8：是模型机主控芯片(核心器件)，它是美国Altera公司生产可编程逻辑器件，该公司位于美国加州，是专门生产可编程逻辑器件的公司，它的产品有三大系列，其中EP1C6Q240C8是Cyclone系列产品，相应管脚己连好，JTAG是EP1C6芯片的下载接口。(2)AT89S52单

2、片机：主要用于接收PC机命令，完成16位程序存储器读写，管理模型机运行、暂停等功能。(3)ispLSI1032E：是逻辑控制芯片，负责单片机和模型机总线切换。(4)IDT71V016：是64KX16位存储器，是模型机的程序存储器，存储用户程序。(5)六位8段数码管：用于显示模型机内部寄存器、总线的值，在设计时可将需要观察的内部寄存器、总线值送A,再通过OUT指令送到数码管显示。三只GAL16V8是六位数码管16进制译码器。(6)L7〜L0是8个发光二极管，用于显示模型机内部状态，例如：进位标志、零标志、中断申请标志等。(7)K0(7-0)〜K4(7-0)是40个开关，

3、用于输入外部信号，例如，在做单步实验时，这些开关可用来输入地址总线值、数据总线值、控制信号等。二十六位机构成及操作步骤（1）把十六位机扩展实验板插入实验箱主板上的插座（3个），然后把通信选择开关“KT”拨向“CPT16”一侧，即可构成十六位计算机组成原理的实验系统。（2）连接三线：接串口线到COMlo接下载线到JTAG,接实验箱电源线。（3）用Altera公司的EP1C6芯片构建十六位模型机：在QuartusII6.0EDA集成开发环境小，用VHDL语言编程（设计16位机模型机），然后编译亠引脚锁定-＞再编译亠生成*.sof-＞下载到EP1C6芯片中。实现16位机的功

4、能。（4）在CPTH主界面上，按“打开FPGA扩展窗口”按钮，打开FPGA窗口。单击“连接CPT16”，连机后其余按键字体变黑色可用。（5）验证设计的正确性K0〜K440个开关用于输入，LED段数码管用于输出。三EP1C6的管脚连接表介绍（管脚锁定）K0.0118厂K3.085(DO43z-A862OUTO225'jtDEOK0.1117K3.184DI46A964OUTl224K0.2116K3.283D245AI063OUT2223K0.3115‘K3.382D348-All65OUT3222-K0.4K3.481D447'AI253OUT4221->LDE1K0

5、.5113K3.580D549A1350OUT5220K0.6108K3.679D659A1455OUT6219K0.7107

6、DI414RST21OUT14235K1.799jK4.766‘D1513CK20OUT15236一K2.098-L0216厂AO42I-REQ19OUT16237'LED4K2.197L1215Al41P1018OUT17238K2.296L2214A238OUT18239K2.395丿L3213A339OUT19240-K2.494L4208fA4204OUT201>LED5K2.593L5207A55OUT212K2.687L6206A66OUT223K2.786'L7205

7、和实现方法；学习用VHDL语言描述硬件逻辑。学习使用EDA集成开发环境QuartusIl6.0。2.实验内容：用CPT16的扩展实验板上的开关KI、K0做为输入、八段数码管LED3..LED0做为输出显示，用VHDL语言编写REG程序，下载到EP1C6中，实现十六位模型机的REG输入输出功能。3・实验说明：在REG.VHD程序设计中，规定D为输入数据，其值由KI、K0两组开关提供；R为16位内部寄存器，用八段管LED3..LED0显示；EN为寄存器选通信号，接在K4的笫0个开关上；RST为为复位信号，接在K4的笫7个开关上；CLK时钟信号;4.实验步