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1 TH-union＋教学计算机系统概述1

1.1 TH-union＋教学计算机系统1

1.1.1 TH-union系列教学计算机产品概述1

1.1.2 TH-union＋教学计算机系统1

1.1.3 TH-union＋教学计算机的指令系统5

1.1.4 教学计算机的硬件实现技术5

1.1.5 教学计算机的软件模拟系统7

1.1.6 教学计算机在教学过程中的作用8

1.2 实验项目设置10

1.2.1 基本实验项目10

1.2.2 可选实验项目11

2 TH-union计原16硬件系统及其实验项目13

2.1 TH-union计原16计算机的硬件系统13

2.2 使用GAL20V8芯片完成的教学实验20

2.2.1 实验环境说明20

2.2.2 实验目的与具体内容21

2.3 用CPLD器件MACH芯片实现的线路实验25

2.3.1 实验环境说明25

2.3.2 实验目的和实验内容26

2.3.3 ABEL语言概述及其实验项目功能描述源程序29

2.3.4 VHDL语言概述及其实验项目功能描述源程序34

2.3.5 实验要求与实验报告内容41

2.4 监控程序与汇编语言程序设计实验42

2.4.1 实验环境、设备与必要技术说明42

2.4.2 实验目的与具体内容43

2.4.3 实验操作过程44

2.4.4 实验要求与实验报告内容44

2.5 运算器部件实验45

2.5.1 相关知识、实验环境与必要技术说明45

2.5.2 实验目的与具体内容47

2.5.3 实验操作过程50

2.5.4 实验要求与实验报告内容50

2.6 内存储器部件实验51

2.6.1 实验环境、设备与必要知识、技术说明51

2.6.2 实验目的与具体内容53

2.6.3 实验操作过程54

2.6.4 实验要求与实验报告内容54

2.7 两种类型的控制器部件实验55

2.7.1 实验环境、设备功能描述和技术说明55

2.7.2 ABEL语言描述控制器源程序60

2.7.3 VHDL语言描述控制器源程序77

2.7.4 实验目的与实验内容83

2.7.5 组合逻辑控制器部件实验过程86

2.7.6 微程序控制器部件实验过程93

2.8 串行接口输入输出实验100

2.8.1 实验环境、设备与必要知识、技术说明100

2.8.2 实验目的与具体内容102

2.8.3 实验操作过程105

2.8.4 实验要求与实验报告内容105

2.9 多级嵌套的中断实验105

2.9.1 实验环境、设备与必要技术说明105

2.9.2 实验目的与具体内容108

2.9.3 实验要求与实验报告内容109

2.10 其他接口电路输入输出实验109

2.10.1 实验环境、设备与必要技术说明109

2.10.2 实验目的与具体内容110

2.10.3 实验操作过程110

2.10.4 实验要求与实验报告内容110

2.11 监控程序功能扩展实验110

2.11.1 实验环境和必要技术说明110

2.11.2 实验目的与具体内容111

2.11.3 实验操作过程111

2.11.4 实验要求与实验报告内容111

2.12 系统汇编程序（汇编器）的设计或者功能扩展实验112

2.12.1 实验环境、设备与必要技术说明112

2.12.2 实验目的与具体内容112

2.12.3 实验要求与实验报告内容113

2.13 在教学机上设计实现一台新计算机的工程项目113

2.13.1 实验环境、设备与必要技术说明113

2.13.2 实验目的、内容和操作步骤114

2.13.3 实验总结报告的内容115

3 TH-union（FPGA）计算机的硬件系统及其实验项目116

3.1 TH-union（FPGA）教学计算机的系统组成概述116

3.1.1 TH-union（FPGA）教学计算机系统的技术指标与系统配置117

3.1.2 FPGA芯片的外特性和内部结构117

3.2 FPGA_CPU教学实验118

3.3 基于FPGA芯片的基本逻辑电路实验119

3.3.1 实验环境说明119

3.3.2 实验目的和实验内容120

3.4 在FPGA芯片中实现的非流水线的CPU系统125

3.4.1 CPU系统的层次与模块设计126

3.4.2 CPU系统的功能描述VHDL源程序132

4 教学计算机软件系统技术说明155

4.1 教学计算机的指令系统155

4.2 教学计算机的监控程序159

4.2.1 监控程序的功能159

4.2.2 监控程序的总体结构163

4.2.3 重要的子程序分析及其程序框图166

4.2.4 几个功能较强的常用子程序175

4.2.5 串行接口输入输出操作的原理说明及有关子程序181

4.2.6 几个基础的子程序183

4.3 教学计算机的PC仿真终端程序186

4.4 教学计算机的汇编程序概述187

4.4.1 教学计算机的交叉汇编程序的演变过程187

4.4.2 交叉汇编程序使用说明189

4.5 教学计算机的高级语言支持194

4.5.1 BASIC语言解释程序功能和程序设计194

4.5.2 BASIC语言的程序196

4.5.3 软件实现的浮点数据运算199

5 教学计算机的软件模拟系统205

5.1 教学计算机的指令与系统级的模拟系统205

5.1.1 指令模拟的概念及其在教学中的作用205

5.1.2 教学计算机程序设计实验（仿真）208

5.2 教学计算机微体系结构级组合逻辑控制器模拟系统213

5.2.1 计算机微体系结构级模拟的概念及其在教学中的作用213

5.2.2 教学计算机组合逻辑控制器软件模拟系统使用说明214

5.2.3 使用模拟程序完成组合逻辑控制器实验220

5.3 教学计算机微体系结构级微程序控制器模拟系统222

5.3.1 教学计算机微程序控制器软件模拟系统的使用说明222

5.3.2 使用模拟程序完成微程序控制器实验227

参考文献230

附录（在配书光盘中）231