[内容提要]
左冬红编著的《计算机组成原理与接口技术—— 基于MIPS架构实验教程》是与《计算机原理与接口技 术——基于MIPS微处理器》配合使用的实验指导书， 书中以实验为主线，在简要阐述基本原理的基础上， 详细地描述了各个实验的具体过程。全书分为三部分 ：MIPS汇编程序设计、基于FPGA的计算机原型系统设 计和基于FPGA的嵌入式计算机系统设计。本书介绍了 基于计算机平台的MIPS仿真器QTSpim，Xilinx ISE FPGA开发套件ISE、EDK、SDK等开发工具的使用，并 通过大量具体的实验案例，帮助读者在掌握基本原理 的基础上，动手实践计算机软硬件技术。此外，本书 还在各类实验案例的基础上，设置了不同难易程度的 实验任务，可以满足不同层次读者的学习需求。

 [目录]
第一篇MIPS汇编程序设计

第1章MIPS汇编程序开发环境

1.1QtSpim简介

1.2菜单栏简介

1.2.1File菜单

1.2.2Simulator菜单

1.2.3其他菜单

第2章MIPS汇编程序

2.1MIPS汇编程序结构

2.2QtSpim系统功能调用

2.3QtSpim伪指令

2.4QtSpim常用宏汇编指令

第3章QtSpim汇编、调试程序示例

3.1QtSpim用户程序入口

3.2QtSpim汇编查错

3.3QtSpim查看程序内存映像

3.4QtSpim调试查错

第4章MIPS汇编程序示例

4.1常用C语句汇编指令实现示例

4.1.1if语句

4.1.2while语句

4.1.3for语句

4.1.4switch语句

4.2子程序设计示例

4.2.1子程序结构

4.2.2递归子程序设计

4.3编程练习

第二篇基于FPGA的计算机原型系统设计

第5章FPGA开发工具Xilinx ISE

5.1FPGA设计流程

5.2ISE功能与应用

5.2.1工程管理器

5.2.2HDL 编辑器

5.2.3IP 核生成工具

5.2.4测试激励生成器

5.2.5iSim仿真工具

5.3基于ISE开发FPGA的完整过程示例

5.3.1启动ISE

5.3.2新建工程

5.3.3代码输入

5.3.4仿真

5.3.5约束文件编写

5.3.6综合

5.3.7实现

5.3.8编程文件产生

5.3.9编程下载

第6章单周期类MIPS微处理器设计

6.1实验目的

6.2实验环境

6.3实验示例

6.4示例设计原理

6.5示例工程代码

6.5.1新建工程

6.5.2指令存储器ROM模块

6.5.3数据存储器RAM模块

6.5.4符号扩展模块

6.5.5寄存器组模块

6.5.6控制器模块

6.5.7ALU控制译码

6.5.8ALU模块

6.5.9顶层模块

6.6示例代码功能仿真

6.6.1寄存器组仿真

6.6.2控制器仿真

6.6.3顶层仿真

6.7实验任务

第7章存储器映射I/O接口设计

7.1实验目的

7.2实验环境

7.3实验示例

7.4示例设计原理

7.4.1存储器映像I/O寻址原理

7.4.2I/O接口原理

7.5示例工程代码

7.5.1增加I/O接口模块

7.5.2实例化I/O模块

7.5.3修改DRAM模块的连线

7.5.4修改IROM测试指令

7.5.5修改控制器模块和ALU模块

7.6功能仿真

7.6.1I/O模块仿真

7.6.2顶层仿真

7.7综合、实现、生成bit流文件并下载检验

7.7.1配置时序、引脚约束

7.7.2综合、实现、生成bit流文件

7.7.3安装开发板驱动

7.7.4开发板编程

7.8实验任务

第8章简单VGA接口设计

8.1实验目的

8.2实验环境

8.3实验示例

8.4示例设计原理

8.5示例工程代码

8.5.1增加25MHz时钟产生模块

8.5.2增加行列计数器模块

8.5.3增加同步信号及地址产生器模块

8.5.4增加显示存储器模块

8.5.5合成VGA控制器

8.5.6实例化VGA控制器

8.5.7实例化显示存储器

8.5.8实例化显示控制器时钟模块

8.5.9修改指令

8.6功能仿真

8.6.1VGA模块仿真

8.6.2整体功能仿真

8.7综合、实现、产生bit流文件以及下载测试

8.7.1修改引脚约束文件

8.7.2综合并产生bit流文件以及下载测试

8.8实验任务

第三篇基于FPGA的嵌入式计算机系统设计

第9章Xilinx嵌入式系统开发环境

9.1Xilinx嵌入式硬件开发环境XPS

9.1.1XPS 使用的特殊文件

9.1.2XPS 的图形界面

9.1.3XPS的菜单

9.1.4ChipScope片内调试工具

9.2Xilinx嵌入式软件开发环境

9.2.1SDK软件库

9.2.2SDK图形界面

9.2.3ELF文件结构

9.2.4lscript．ld文件结构

9.2.5SDK菜单

9.2.6编译和链接选项配置

9.2.7SDK软件调试图形界面

第10章基于MicroBlaze的Xilinx嵌入式系统平台

10.1MicroBlaze软核微处理器

10.1.1基本结构

10.1.2中断系统

10.1.3总线结构

10.2Standalone操作系统

10.2.1中断操作类函数

10.2.2异常操作类函数

10.2.3指令缓存操作类函数

10.2.4数据缓存操作类函数

第11章最小系统建立流程

11.1建立工程

11.2工程结构分析

11.3使用SDK设计程序

11.4使用SDK下载程序

11.5使用SDK调试程序

第12章C数据类型实验

12.1实验目的

12.2实验环境

12.3实验要求

12.4示例实验过程

12.4.1修改helloworld程序

12.4.2观察不同数据类型值

12.4.3观察foo结构体的内存映像

12.5实验任务

第13章基于IP核的并行I/O接口实验

13.1实验目的

13.2实验环境

13.3实验要求

13.4相关IP核

13.4.1AXI GPIO

13.4.2AXI INTC

13.4.3AXI Timer

13.5示例实验过程

13.5.1中断方式button按键以及switch输入

13.5.2中断方式走马灯实验

13.5.37段数码管实验

13.5.4矩阵键盘输入实验

13.6实验任务

第14章定制IP核I/O接口实验

14.1实验目的

14.2实验环境

14.3实验要求

14.4实验原理

14.5示例实验过程

14.5.1定制并添加AXI IP到系统

14.5.2连接AXI外设

14.5.3导入硬件设计到SDK工具

14.5.4添加定制IP核软件驱动

14.5.5使用SDK编写IP核的应用程序

14.6实验任务

第15章并行存储器接口设计

15.1实验目的

15.2实验环境

15.3实验要求

15.4实验基本原理

15.5示例实验过程

15.6实验任务

第16章DMA技术实验

16.1实验目的

16.2实验环境

16.3实验要求

16.4实验原理

16.4.1Xilinx XPS DMA控制器

16.4.2standalone提供的DMA API函数

16.4.3分级存储系统

16.5示例实验过程

16.5.1DMA实验

16.5.2Cache实验

16.6实验任务

第17章串行接口实验

17.1实验目的

17.2实验环境

17.2.1RS?232模块(DCE)

17.2.2D/A模块

17.2.3A/D模块

17.3实验基本原理

17.3.1uart?lite IP核

17.3.2SPI IP核

17.4示例实验过程

17.4.1RS?232接口通信

17.4.2SPI接口D/A转换

17.4.3SPI接口A/D转换

17.5实验任务

第18章人机接口实验

18.1实验目的

18.2实验环境

18.2.1VGA接口

18.2.2PS2模块

18.2.3图像数据转换工具

18.3实验基本原理

18.3.1TFT IP核

18.3.2PS2 IP核

18.3.3键盘工作原理

18.3.4鼠标工作原理

18.4示例实验过程

18.4.1VGA接口实验

18.4.2PS2键盘接口实验

18.4.3PS2鼠标接口实验

18.5实验任务

附录COE文件制作过程示例

参考文献