计算机组成原理在线实验教程：FPGA远程实验平台教学与实践

　　《计算机组成原理在线实验教程：FPGA远程实验平台教学与实践》以线上线下结合的方式，使用FPGA平台完成数字电路及计算机组成原理实验，并用Python编程的方式与自己设计的硬件系统交互，来进行系统验证与调试。《计算机组成原理在线实验教程：FPGA远程实验平台教学与实践》包含三大部分内容：首先是实验所用的软硬件工具和平台；其次是实验设计方法；最后介绍实验内容安排的建议。《计算机组成原理在线实验教程：FPGA远程实验平台教学与实践》中主要讲述了PYNQ平台与基于Python的软硬件交互、Vivado开发工具、硬件描述语言简介、RISC-V开源项目及组成原理实验内容建议等。《计算机组成原理在线实验教程：FPGA远程实验平台教学与实践》可用作高等院校计算机类、电子信息类专业的数字电路与组成原理相关课程的实验教材，也可作为FPGA及嵌入式系统软硬件学习的参考用书。

　　柴志雷，江南大学物联网工程学院副教授、研究生导师，获复旦大学计算机系统结构方向博士学位。中国计算机学会体系结构专业委员会及嵌入式系统专业委员会委员，江苏省计算机教育专委会副主任。长期从事计算机系统结构方面的教学与科研工作，研究兴趣为新型计算机体系结构、FPGA可重构计算。承担了国家自然科学基金、科技委创新特区、无锡市物联网专项资金等科研项目，教育部高等学校计算机类专业教学指导委员会“系统能力培养”课程建设试点院校项目、Xilinx-教育部产学合作教学改革项目等教学项目。研究成果在FPGA、FPL、FPT、ACMTACO等FPGA会议与期刊发表学术论文30余篇，获得授权发明专利4项。研究成果还在美国安富利公司香港研发中心、上海电气集团机器人实验室等单位得到应用，获得中国商业联合会科技进步一等奖1项。

第1章 PYNQ开发平台介绍
1．1 PYNQ开发板
1．1．1 PYNQZl
1．1．2 PYNQ22
1．2 Zynq7020芯片
1．3 PYNQ框架
1．4 PYNQ平台的使用
第2章 实验环境的准备
2．1 线下方式实验环境的准备
2．1．1 在本机安装Vivado软件
2．1．2 PYNQ板卡的准备
2．1．3 使用JupyterNotebook与PYNQ建立连接
2．2 线上方式实验环境的准备
第3章 基于PYNQ的组成原理实验流程概览
3．1 整体开发流程介绍
3．2 Vivado开发流程概览
3．3 基于Python的硬件交互
第4章 Vivado开发流程
4．1 创建工程
4．2 设计输入
4．2．1 原理图方式
4．2．2 Verilog/VHDL方式
4．3 仿真
4．4 综合
4．5 引脚绑定（I/O处理）
4．5．1 物理引脚的绑定
4．5．2 与监控模块（PS）的连接
4．6 实现
4．7 TCI．使用介绍
4．8 实例演示
4．8．1 原理图方式
4．8．2 Verilog方式
第5章 基于Python的I/O交互
5．1 JupyterNotebook介绍
5．1．1 Jupyter组件
5．1．2 Notebook基础
5．1．3 Notebook用户界面
5．2 使用PYNQOverlay加载流文件
5．3 Python引脚绑定
5．4 基于Python调试组合逻辑
5．5 基于Python调试时序逻辑
5．6 实例演示
5．6．1 上传．bit和．tcl文件
5．6．2 基于Python的I/O交互
第6章 硬件描述语言简介
6．1 “模块”的描述
6．1．1 输入／输出端口说明
6．1．2 数据对象和数据类型
6．1．3 顺序语句与并行语句
6．2 模块基本用法示例
6．2．1 八位乘法器
6．2．2 译码器
6．2．3 八位二进制比较器
6．2．4 JK触发器设计
6．3 层次化设计
6．3．1 描述方式
6．3．2 层次化设计的写法
6．4 VHDL语言基础
6．4．1 标识符
6．4．2 数据对象
6．4．3 数据类型
6．4．4 数据类型转换
6．4．5 运算符
6．4．6 运算符优先级
6．4．7 VHDL常用语法
6．5 VerilogHDL语言基础
6．5．1 数据类型
6．5．2 数字表示形式
6．5．3 parameter定义常量
6．5．4 宏定义tdefine
6．5．5 运算符及表达式
6．5．6 运算符优先级
6．5．7 VerilogHDL常用语法
……
第7章 基于开源CPU的组成原理实验
第8章 实验内容设计
参考文献