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目录1

第一章实验计算机的结构1

1.1实验计算机的性能指标1

1.2实验计算机的结构1

1.3 中央处理器CPU的内部结构2

第二章运算器设计与实验4

2.1运算器的功能4

2.2运算器的设计4

设计指导一：推导逻辑函数5

设计指导二：选择合适的PLD器件6

设计资料二：MACH2118

设计资料一：ATV25008

设计资料三：pLSI1016/ispLSI101614

设计指导三：PLD设计文件的编制20

课程设计一8位算术逻辑运算器的设计23

实验一8位算术逻辑运算器实验24

问题与思考25

第三章寄存器组设计与实验26

3.1寄存器的功能和操作方式26

3.2寄存器组的设计27

设计指导一：推导逻辑函数27

设计指导二：选择合适的PLD器件29

设计资料一：EPM709630

设计资料二：pLSI/ispLSI103234

设计指导三：PLD设计文件的编制35

问题与思考36

3.3运算器和寄存器组的集成设计37

课程设计二寄存器组设计39

实验二寄存器组实验39

第四章指令系统设计40

4.1 指令格式40

4.2 寻址方式40

4.3指令系统设计40

4.4指令编码43

课程设计三指令编码45

问题与思考45

思路引导46

5.1 CPU控制信号48

第五章微程序设计48

5.2指令流程分析49

问题与思考52

5.3微指令编码53

5.4微指令地址的形成54

问题与思考55

思路引导55

5.5微程序设计56

设计指导56

课程设计四微程序设计56

第六章控制器设计与实验59

6.1微程序控制器的结构59

6.3微地址形成电路60

6.2指令译码与非法操作码处理60

问题与思考65

6.4 中断控制电路65

6.5微指令译码67

6.6 时序分配与指令周期波形图（CPU定时图）67

6.7时钟电路与时序分配电路78

6.8微程序控制器设计81

设计指导一推导逻辑函数81

问题与思考86

设计指导二PLD设计文件的编制86

实验三微程序控制器实验88

课程设计五微程序控制器设计88

6.9 CPU的集成设计92

设计方法总结94

第七章主存储器设计96

7.1存储器字长96

7.2存储容量与地址分配96

7.3存储器与CPU的时序配合98

第八章键盘显示器及接口电路设计101

8.1键盘／显示器的结构101

8.2显示器驱动电路103

8.3键盘／显示器扫描工作原理104

8.4断点及单步执行控制电路105

8.5时钟及复位电路106

课程设计六键盘／显示器印刷电路板设计107

8.6 中断向量电路107

设计资料一：键盘／显示器印刷电路板几何尺寸108

设计资料二：TPIC6B273功率锁存器108

第九章监控程序设计109

9.1监控程序的结构109

9.2监控程序的存储组织109

9.3监控程序功能分析及流程图设计110

9.4监控程序设计118

问题与思考133

课程设计七监控程序设计133

第十章计算机整机调试实验134

10.1 硬件调试134

10.2软件硬件联合调试136

实验四 整机实验137

科学实验与素质修养138

第十一章 基于RISC的CPU优化设计140

11.1 RISC结构的基本特点140

11.2优化后的CPU内部结构141

11.3寄存器组的优化设计142

11.4 内部推拉式堆栈及其加速原理145

11.5指令系统设计146

11.6组合逻辑控制器设计149

11.7优化设计的效果分析157

课程设计八RISC结构CPU的单片集成设计157

实验五 RISC CPU的整机实验158

附录CPU初始引导及键盘／显示器扫描程序159

参考文献163