随着电子信息技术和可编程逻辑器件的发展,EDA的主要内容逐渐转变为电子系统设计自动化(ESDA),其应用也越来越广泛.模型计算机实验系统是计算机组成原理、数字电子等相关课程的实验设备,为了使其小型化和可编程化,该课题设计了以实验模型计算机为对象,以可编程逻辑器件为载体的小型的简单的实验模型计算机系统.此课题的另一个目的是,为将来进一步开发和设计CPU和类似实验系统找到一个实用途径.该文论述了一个基于FPGA的模型计算机实验系统的开发和设计,将实验模型计算机作为一个整体的系统,并按层次结构对实验模型计算机进行划分.由介绍EDA技术和可编程逻辑器件开始,以此作为基础分别详细介绍了实验模型计算机组成原理、实验模型计算机CPU的设计层次和方法、输入输出系统、仿真和测试,并在最后给出了结论.在第三章CPU的设计中,首先给出了该设计CPU的指令格式和指令集.指令和指令系统是计算机的基础,也是该文实验系统的基础.然后以"自顶向下"的设计思路按组成将CPU划分为8个相对独立的模块,对每一模块进行了介绍,并用VHDL来实现.该章的最后给出了测试的外围模块.第四章输入输出介绍了实验系统的实验仪.实验仪也就是控制台所在,是实验模型计算机的操作界面,CPU的输入输出都是在实验仪上实现的,实验仪也可作为CPU的插槽所在.第五章给出了仿真和测试.在该章,为了测试,为专门的计算给出了专门ROM的设计.经过仿真测试,所设计的CPU的指令系统能够实现简单四则运算,能够与外围设备进行数据交换,达到了设计要求.