现代计算机组成原理实验指南：从VHDL到嵌入式系统设计

"现代计算机组成原理实验讲义涵盖了多个方面的内容，包括EDA工具的使用、运算器、存储器、微控制器、总线控制、CPU设计以及嵌入式系统软硬件设计等多个实验，旨在帮助学生深入理解计算机系统的工作原理并提供实践经验。 实验一介绍了QUARTUSII EDA工具和VHDL的基础，包括如何使用QUARTUSII进行基本的组合电路和时序电路设计，如加法计数器、7段数码显示译码器、8位全加器等。此外，还涉及了VHDL状态机和序列检测器的实现。 实验二主要围绕运算器的组成，涵盖算术逻辑运算、带进位算术运算和移位运算，是理解CPU核心运算功能的重要环节。 实验三重点在于存储器，包括FPGA中的LPM_ROM、LPM_RAM、FIFO的定制和操作，以及与外部RAM的接口设计，这些都是计算机存储层次结构的关键部分。 实验四关注微控制器，通过节拍脉冲发生器、程序计数器和地址寄存器等组件的实验，让学生掌握微控制器的基本构造。 实验五则涉及总线控制，这是多部件通信的基础，学习如何设计和控制数据传输。 实验六到实验九逐步增加了设计的复杂性，从基本模型机到带移位运算的模型机，再到更复杂的CPU设计，让学生逐步提升设计能力。 实验十至实验十六则进入了16位和32位CPU的设计，特别是32位NIOS CPU的软硬件设计，包括嵌入式系统的开发流程，以及如何实现串口接收、GSM短信模块、秒表、PWM模块和VGA显示终端等功能。 实验十七到实验十八涉及到DMA应用和游戏设计，进一步展示了嵌入式系统的实时性和互动性。 实验十九引入了算法加速协处理模块，增强系统性能。 实验二十则是一个综合性的计算机体系结构实验，将前面所有知识融合在一起，提供了全面的实践机会。 这些实验覆盖了计算机组成原理的主要知识点，旨在通过实践提高学生的理解和应用能力，为将来在计算机科学领域的工作打下坚实基础。"