基于FPGA与Verilog的计算机组成原理实践

　　《21世纪高等学校规划教材·计算机科学与技术：基于FPGA与Verilog的计算机组成原理实践》是计算机组成原理课程实践教材，全书以CPU设计为核心内容，首先从电子计算机结构及组成人手，介绍数字系统设计的一般方法，进而介绍可编程逻辑器件原理，重点论述FPGA的原理和应用；然后详细介绍Verilog硬件描述语言的基本语法和编程技术及Quartus Ⅱ开发环境的基本使用方法；最后针对一个简单RISC结构的CPU设计，系统地讲解了计算机主要组成部件的设计实例和系统调试方法。《21世纪高等学校规划教材·计算机科学与技术：基于FPGA与Verilog的计算机组成原理实践》可作为普通高等院校计算机、电子与通信等专业本科生的计算机组成原理实践教材，也可供从事数字系统设计开发的工程技术人员参考。

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第1章 绪论 1.1 电子计算机概述 1.2 数字系统设计方法第2章 可编程逻辑器件 2.1 概述 2.1.1 可编程逻辑器件发展历史 2.1.2 FPGA与CPLD 2.2 简单可编程逻辑器件 2.2.1 可编程只读存储器 2.2.2 可编程逻辑阵列 2.2.3 通用阵列逻辑 2.3 复杂可编程逻辑器件 2.3.1 CPLD原理 2.3.2 CPLD的逻辑实现 2.4 现场可编程门阵列 2.4.1 FPGA内部结构 2.4.2 FPGA工作原理 2.4.3 CPLD与FPGA比较 2.5 典型的FPGA芯片 2.5.1 Xilinx公司的FPGA 2.5.2 Altera公司的FPCA 2.5.3 Cyclone系列FPGA结构原理 2.6 FPCA设计流程 习题第3章 Verilog硬件描述语言基础 3.1 概述 3.1.1 硬件描述语言发展历史 3.1.2 Verilog HDL与VHDL的比较 3.1.3 Verilog语言和C语言 3.2 Verilog语言的基本概念 3.2.1 基本程序结构 3.2.2 标识符和关键字 3.2.3 注释方法 3.2.4 参数声明 3.2.5 编译指令 3.3 数据类型与表达式 3.3.1 逻辑值 3.3.2 常量 3.3.3 变量 3.3.4 变量的物理含义 3.4 运算符 3.4.1 算术运算符 3.4.2 逻辑运算符 3.4.3 关系运算符 3.4.4 相等运算符 3.4.5 位运算符 3.4.6 归约运算符 3.4.7 移位运算符 3.4.8 条件运算符 3.4.9 连接运算符 3.5 模块的结构化描述 3.5.1 模块结构 3.5.2 结构化描述 3.6 数据流描述 3.6.1 连续赋值语句 3.6.2 时延的概念 3.6.3 数据流描述实例 3.7 行为描述方式 3.7.1 语句块 3.7.2 事件控制 3.7.3 过程赋值语句 3.7.4 编程语句 3.7.5 混合描述方式 3.8 任务和函数 3.8.1 任务 3.8.2 函数 3.8.3 系统任务和系统函数 3.9 仿真验证 3.9.1 编写测试程序 3.9.2 测试激励编程 3.10 Verilog-2001新增功能 习题第4章 Quartus Ⅱ集成开发环境 4.1 概述 4.2 Quartus Ⅱ的安装 4.2.1 计算机配置要求 4.2.2 安装步骤 4.2.3 授权文件安装 4.3 Quartus Ⅱ使用方法 4.3.1 Quartus Ⅱ设计流程 4.3.2 Quartus Ⅱ使用步骤 习题第5章 设计实例与实践 5.1 组合逻辑电路设计 5.1.1 可综合设计 5.1.2 加法器 5.1.3 比较器 5.1.4 多路器 5.1.5 编码器 5.1.6 译码器 5.1.7 三态缓冲器 5.1.8 总线设计 5.2 时序逻辑电路设计 5.2.1 分频器 5.2.2 移位寄存器 5.2.3 计数器 5.2.4 FIFO 5.2.5 有限状态机 5.3 简单CPU设计 5.3.1 指令系统设计 5.3.2 体系结构设计 5.3.3 基本组成部件设计 5.3.4 顶层模块设计 5.3.5 仿真验证 习题附录A Verilog HDL的关键字附录B FPGA实验开发平台简介参考文献