编译原理课程教学论文提纲

论文题目：计算机核心课程群综合教学平台的软件设计与实现

摘要：随着微电子技术和半导体产业的不断发展,计算机专业的教学内容和实验方式也在不断地发生着变化。伴随着FPGAl性价比的逐步提升、应用范围的逐步拓宽,国内外的高校纷纷把FPGA教学引入计算机专业教学。而计算机专业的实验形式和内容也随之变化,从传统的由分离元件组成的实验平台,演变到现在的基于FPGA的综合教学实验平台；从以前学生连接导线、拨动开关的验证性实验方式,渐渐转变为学生使用硬件描述语言,自主完成电路设计、仿真验证的设计性实验方式。 本文所研究的内容正是基于FPGA的计算机综合教学实验平台。实验平台的设计目标是能够完成计算机核心课程群的实验,包括数字电路、计算机组成原理、系统结构、操作系统和编译原理四门课程。针对操作系统和编译原理实验,本文基于LEON3处理器软核,为用户搭建了操作系统SnapGear Linux,并提供了交叉编译工具链；针对组成原理和系统结构实验,本文提供了图形界面系统与实验平台联机运行,用以动态显示平台内部各模块中的数据以及模块间的数据流。 本文的设计包括操作系统的搭建和图形界面系统设计两部分。对于操作系统部分,研究了基于LEON3软核的SOPC系统构建方法和过程,主要包括LEON3软核的配置、APB IP核的设计与嵌入。之后研究分析了U-BOOT引导加载程序的启动过程以及在LEON平台上移植的方法,最后阐述了Snapgear Linux嵌入式操作系统的配置和移植,以及与之相应的Sparc Linux交叉编译工具链的构建方法和步骤。对于图形界面部分,阐述了图形界面系统的总体设计方案,设计了串口通信模块以及数据流动态显示引擎,定义了上位机与实验平台的通信协议。最后对实验平台进行了测试和验证,测试结果表明实验平台达到了预期的设计目标。

关键词：实验平台;SOPC;LEON;Linux;图形界面

学科专业：计算机技术（专业学位）

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究动态

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3 论文主要内容与结构安排

第2章 综合教学实验平台概述

2.1 实验平台的总体设计方案

2.2 LEON研究

2.2.1 LEON处理器特点

2.2.2 LEON在SOPC开发中的优势

2.3 LINUX系统的移植和调试

2.4 本章小结

第3章 实验平台操作系统的搭建

3.1 SOPC系统的构建

3.1.1 LEON3软核的移植

3.1.2 AMBA APB总线和APB IP核

3.1.3 IP核的设计

3.1.4 将IP核嵌入到SOPC中

3.2 U-BOOT的移植

3.2.1 U-BOOT分析

3.2.2 U-BOOT移植过程

3.3 SNAPGEAR LINUX的移植

3.3.1 SnapGear Linux分析

3.3.2 SnapGear移植过程

3.4 SPARC-LINUX交叉编译工具链的建立

3.5 本章小结

第4章 图形界面系统的设计与实现

4.1 图形界面系统的总体设计

4.2 用户界面的实现

4.3 串口通信模块的实现

4.3.1 串口编程

4.3.2 串口初始化

4.3.3 通信协议的设计

4.4 数据流显示模块的实现

4.4.1 Timer控件的使用

4.4.2 动态效果的实现

4.5 本章小结

第5章 系统应用与测试

5.1 SOPC系统的测试

5.1.1 测试硬件

5.1.2 测试IP核

5.2 操作系统的测试

5.2.1 进程通信实验

5.2.2 测试流程

5.3 图形界面系统的测试

5.3.1 指令系统分析

5.3.2 RISC处理器模型设计

5.3.3 测试流程

5.4 本章小结

第6章 结论与展望

参考文献

致谢