基本模型计算机设计与实现-毕业论文.doc

计算机组成原理设计与实现 计算机组成原理是一门核心的专业基础课程，涉及到计算机科学技术的多个方面。这门课程的设计与实现对学生的计算机知识有着深远的影响。本文将从计算机组成原理的角度出发，设计和实现一个基本模型计算机系统，通过FPGA技术和Quartus-Ⅱ软件来设计和仿真CPU的各个组成部分，并在GW48 C+平台上实现硬件仿真。 一、计算机组成原理概述 计算机组成原理是计算机科学技术的核心课程之一，它涉及到计算机的组成结构、原理、接口、存储器、输入/输出系统、中央处理器、指令系统、微程序控制等多个方面。计算机组成原理的设计与实现对学生的计算机知识有着深远的影响，它能够帮助学生更好地理解计算机的原理和结构，从而提高学生的计算机设计和开发能力。 二、基本模型计算机设计与实现 本文的设计目标是设计和实现一个基本模型计算机系统，包括CPU的设计和实现、指令系统的设计和实现、总线结构的设计和实现等。通过FPGA技术和Quartus-Ⅱ软件，我们可以设计和仿真CPU的各个组成部分，并在GW48 C+平台上实现硬件仿真。 2.1 CPU设计与实现 CPU是计算机的核心组成部分，它负责执行指令、控制数据流和存储器访问等。我们的设计目标是设计一个可以执行基本指令的CPU，包括加法、减法、乘法、除法等基本运算。我们使用FPGA技术和Quartus-Ⅱ软件来设计和仿真CPU的各个组成部分，包括控制单元、算术逻辑单元、寄存器堆等。 2.2 指令系统设计与实现 指令系统是计算机的另一个核心组成部分，它定义了计算机可以执行的指令集。我们的设计目标是设计一个可以执行基本指令的指令系统，包括加载、存储、跳转等基本指令。我们使用FPGA技术和Quartus-Ⅱ软件来设计和仿真指令系统的各个组成部分，包括指令译码器、指令寄存器、控制信号等。 2.3 总线结构设计与实现 总线结构是计算机组成原理的另一个核心组成部分，它定义了计算机的数据传输方式。我们的设计目标是设计一个可以实现数据传输的总线结构，包括数据总线、地址总线、控制总线等。我们使用FPGA技术和Quartus-Ⅱ软件来设计和仿真总线结构的各个组成部分，包括数据寄存器、地址寄存器、控制信号等。 三、FPGA技术在计算机组成原理设计中的应用 FPGA技术是计算机组成原理设计中的一个重要技术，它可以实现快速原型设计和验证。FPGA技术可以将设计的电路下载到FPGA芯片中，实现硬件仿真，从而加速设计和验证过程。在本文中，我们使用FPGA技术和Quartus-Ⅱ软件来设计和仿真CPU的各个组成部分，并在GW48 C+平台上实现硬件仿真。 四、结论 本文设计和实现了一个基本模型计算机系统，包括CPU的设计和实现、指令系统的设计和实现、总线结构的设计和实现等。通过FPGA技术和Quartus-Ⅱ软件，我们可以设计和仿真CPU的各个组成部分，并在GW48 C+平台上实现硬件仿真。该设计可以帮助学生更好地理解计算机的原理和结构，从而提高学生的计算机设计和开发能力。