计算机部件实验课件2010.ppt

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1、2021/7/22哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院计算机原理及应用实验室1计算机部件实验课件教师：付小晶　郭　耸单位：计算机专业实验教学中心2021/7/22哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院计算机原理及应用实验室2目录计算机部件实验课程简介基于FPGA的计算机部件实验FPGA开发环境及EDA实验台2021/7/22哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院计算机原理及应用实验室3计算机部件实验课程简介课程名称及性质：计算机部件实验必修课程类别：实践教学环节实验学时：32面向专业：计算机科学与技术开设学期：5开课实验室：可编程逻辑及数字系统2021/7/2

2、2哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院计算机原理及应用实验室4计算机部件实验课程简介实验目的和任务：通过讲述FPGA基本理论知识和硬件描述语言（HDL）编程，学生完成计算机基本部件设计训练，使学生了解FPGA设计开发环境以及EDA实验台的功能和使用方法，掌握利用FPGA和HDL设计实现数字电路的方法，具有计算机部件设计能力和FPGA设计开发技能。同时为计算机组成实验打下坚实的基础。2021/7/22哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院计算机原理及应用实验室5实验项目及要求实验一FPGA开发环境及EDA实验台实验二元器件使用与定制实验三移位寄存器实验四运算

3、器实验（两种方法：框图和硬件描述语言）2021/7/22哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院计算机原理及应用实验室6实验项目及要求实验五存储器实验(ROM、RAM)实验六时序信号发生器（两种方法：框图和硬件描述语言）实验七程序计数器与地址寄存器实验八总线传输实验2021/7/22哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院计算机专业实验教学中心7基于FPGA的现代计算机组成实验传统计算机组成实验面包板耗时硬连线排错困难现代计算机组成实验FPGA效率高EDA灵活2021/7/22哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院计算机专业实验教学中心8基于FPGA的现代计算机部件

4、实验FPGA（FieldProgrammableArray）：现场可编程门阵列。FPGA器件的基本结构为门阵列，通过改变内部连线的布线来编程。FPGA器件基本结构如下图所示。SOPC（SystemOnaProgrammerbleChip）：可编程片上系统。用可编程逻辑技术把整个系统放到一块硅片上，SOPC是一种特殊的嵌入式系统。为数字电路设计提供一种高效、灵活、低成本的解决方案。FPGA可编程逻辑单元可编程连线＋可编程输入/输出单元2021/7/22哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院计算机原理及应用实验室9FPGA简介FPGA（FieldProgra

5、mmableArray）：现场可编程门阵列。FPGA器件的基本结构为门阵列，通过改变内部连线的布线来编程。利用FPGA可方便的设计集成电路,开发数字系统。2021/7/22哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院计算机原理及应用实验室10HDL硬件描述语言简介HDL硬件描述语言，对数字系统建模。利用EDA软件，借助HDL硬件描述语言，可以将待设计系统的逻辑功能、实现该功能的算法、选用的电路结构和逻辑模块，以及系统的各种非逻辑约束输入到计算机，使计算机辅助数字系统设计成为可能，从而大提高了设计效率。有两种HDL被IEEE列为标准，它们是：VHDL和Veril

6、og。2021/7/22哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院计算机原理及应用实验室11课程要求与注意事项1、每次实验课前要做好充分的预习和准备。2、按时到课,无故旷课者无成绩,请假必须有辅导员的签字和学院的盖章。3、注意课堂纪律,要认真做实验,课堂上如发现玩游戏、聊天等违纪行为，按情节严重程度进行扣分。4、注意：实验作品要独立完成，“抄袭者”与“被抄袭者”成绩均为零分。以学号后四位结尾。5、鼓励大家提出新设计思想和设计方案。2021/7/22哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院计算机原理及应用实验室12课程要求与注意事项6、实验验收时，讲述要有条理，讲懂

7、过程和原理；演示要全面具体；回答老师提出的问题。7、独立完成报告，不允许出现雷同；要独立组织语言，不允许大段抄袭书本；独立截取波形图及引脚分配图；重点写出排错过程，实验结果分析等。8、注意：发现报告雷同，“抄袭者”与“被抄袭者”成绩均为零分。2021/7/22哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院计算机原理及应用实验室13实验一FPGA开发环境与EDA实验台实验目的熟悉QUARTUSII开发环境及开发流程掌握QUARTUSII中VHDL文本输入设计方法熟悉FPGA实验台的使用实验内容在QUARTUSII开发环境中，利用VHDL文本输入方法设计一个2-1选

8、择器。2021/7/22哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院计算机原理及应用实验室14QUARTUSII开发环