電腦組成原理在線實驗教程 — FPGA 遠程實驗平臺教學與實踐
柴志雷、李佩琦、吳子剛、陽文敏
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商品描述
《計算機組成原理在線實驗教程：FPGA遠程實驗平臺教學與實踐》以線上線下結合的方式，
使用FPGA平臺完成數字電路及計算機組成原理實驗，
並用Python編程的方式與自己設計的硬件系統交互，來進行系統驗證與調試。
《計算機組成原理在線實驗教程：FPGA遠程實驗平臺教學與實踐》包含三大部分內容：
首先是實驗所用的軟硬件工具和平臺；其次是實驗設計方法；最後介紹實驗內容安排的建議。
《計算機組成原理在線實驗教程：FPGA遠程實驗平臺教學與實踐》中主要講述了PYNQ平臺與基於Python的軟硬件交互、
Vivado開發工具、硬件描述語言簡介、RISC-V開源項目及組成原理實驗內容建議等。
《計算機組成原理在線實驗教程：FPGA遠程實驗平臺教學與實踐》可用作高等院校計算機類、
電子信息類專業的數字電路與組成原理相關課程的實驗教材，
也可作為FPGA及嵌入式系統軟硬件學習的參考用書。
作者簡介
柴志雷
江南大學物聯網工程學院副教授、研究生導師，獲復旦大學計算機系統結構方向博士學位。
中國計算機學會體系結構專業委員會及嵌入式系統專業委員會委員，江蘇省計算機教育專委會副主任。
長期從事計算機系統結構方面的教學與科研工作，研究興趣為新型計算機體系結構、FPGA可重構計算。
承擔了國家自然科學基金、科技委創新特區、無錫市物聯網專項資金等科研項目，
教育部高等學校計算機類專業教學指導委員會“系統能力培養”課程建設試點院校項目、Xilinx-教育
部產學合作教學改革項目等教學項目。
研究成果在FPGA、FPL、FPT、ACMTACO等FPGA會議與期刊發表學術論文30餘篇，獲得授權發明專利4項。
研究成果還在美國安富利公司香港研發中心、上海電氣集團機器人實驗室等單位得到應用，
獲得中國商業聯合會科技進步一等獎1項。
目錄大綱
第1章 PYNQ開發平臺介紹
1．1 PYNQ開發板
1．1．1 PYNQZl
1．1．2 PYNQ22
1．2 Zynq7020芯片
1．3 PYNQ框架
1．4 PYNQ平臺的使用
第2章 實驗環境的準備
2．1 線下方式實驗環境的準備
2．1．1 在本機安裝Vivado軟件
2．1．2 PYNQ闆卡的準備
2．1．3 使用JupyterNotebook與PYNQ建立連接
2．2 線上方式實驗環境的準備
第3章 基於PYNQ的組成原理實驗流程概覽
3．1 整體開發流程介紹
3．2 Vivado開發流程概覽
3．3 基於Python的硬件交互
第4章 Vivado開發流程
4．1 創建工程
4．2 設計輸入
4．2．1 原理圖方式
4．2．2 Verilog/VHDL方式
4．3 模擬
4．4 綜合
4．5 引腳綁定（I/O處理）
4．5．1 物理引腳的綁定
4．5．2 與監控模塊（PS）的連接
4．6 實現
4．7 TCI．使用介紹
4．8 實例演示
4．8．1 原理圖方式
4．8．2 Verilog方式
第5章 基於Python的I/O交互
5．1 JupyterNotebook介紹
5．1．1 Jupyter組件
5．1．2 Notebook基礎
5．1．3 Notebook用戶界面
5．2 使用PYNQOverlay加載流文件
5．3 Python引腳綁定
5．4 基於Python調試組合邏輯
5．5 基於Python調試時序邏輯
5．6 實例演示
5．6．1 上傳． bit和． tcl文件
5．6．2 基於Python的I/O交互
第6章 硬件描述語言簡介
6．1 “模塊”的描述
6．1．1 輸入／輸出埠說明
6．1．2 數據對象和數據類型
6．1．3 順序語句與並行語句
6．2 模塊基本用法示例
6．2．1 八位乘法器
6．2．2 譯碼器
6．2．3 八位二進制比較器
6．2．4 JK觸發器設計
6．3 層次化設計
6．3．1 描述方式
6．3．2 層次化設計的寫法
6．4 VHDL語言基礎
6．4．1 標識符
6．4．2 數據對象
6．4．3 數據類型
6．4．4 數據類型轉換
6．4．5 運算符
6．4．6 運算符優先級
6．4．7 VHDL常用語法
6．5 VerilogHDL語言基礎
6．5．1 數據類型
6．5．2 數字表示形式
6．5．3 parameter定義常量
6．5．4 宏定義tdefine
6．5．5 運算符及表達式
6．5．6 運算符優先級
6．5．7 VerilogHDL常用語法
……
第7章 基於開源CPU的組成原理實驗
第8章 實驗內容設計
參考文獻
