數(shù)字邏輯計算機組成原理與結(jié)構(gòu)設計系統(tǒng) 型號:VV511-LH-C24B庫號：M68313   查看hh LH-C24B 計算機組成原理與結(jié)構(gòu)設計系統(tǒng) 數(shù)字邏輯 一、功能特點1、可完成“數(shù)字邏輯”和“計算機組成原理”課程的邏輯電路實驗；2、可完成“計算機組成原理”和“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”課程的CPU實驗；3、配套《計算機組成原理實踐教程》由清華大學出版社出版發(fā)行。 二、特點1、系統(tǒng)要求有基礎性實驗主板和FPGA設計橋組成，可以實現(xiàn)虛實結(jié)合的實驗模式。2、基于FPGA的實驗，可以結(jié)合教學內(nèi)容設計實驗，便于和課堂教學相配套，改變課堂講一套、實驗做另外一套的狀況。既可以支持設計型、創(chuàng)X型實驗，也可用設計好的電路進行原理驗證型實驗，便于實施多層次的實驗教學。3、學生所有的操作都是在計算機的虛擬界面上完成，甚至不需要實驗板具有實際的開關(guān)按鍵、指示燈數(shù)碼管等元件，具有真實感的虛擬實驗板，并且基于原理圖的虛擬實驗板，使學生將注意力集中在實驗原理上4、實驗過程可視化：在虛擬實驗板上操作，以信息流方式顯示CPU的指令執(zhí)行過程，5、支持用戶自定義實驗內(nèi)容、自定義虛擬實驗板、自定義CPU數(shù)據(jù)通路。。系統(tǒng)提供虛擬實驗板設計工具，用戶可為自己的實驗定制虛擬實驗界面。6、模型機實驗時，可動態(tài)顯示實驗CPU的運行狀態(tài)。CPU內(nèi)部狀態(tài)通過調(diào)試電路傳遞到用戶界面，以數(shù)據(jù)記錄和圖形化兩種形式顯示。顯示當前的控制信號、變化的數(shù)值以及信息流動，方便學生調(diào)試設計，加深對指令執(zhí)行過程的理解。也可用于教學演示。7、模型機的設計調(diào)試支持微指令單步、微指令斷點、指令單步、斷點、Q速等運行方式。可通過軟件界面輸入、查看和保存控存、主存內(nèi)容8、微程序控制或基本多周期MIPS等CISC或RSIC實驗CPU的設計調(diào)試界面;用戶可以擴充自己的實驗CPU，只需要通過腳本描述CPU的特性即可由實驗調(diào)試系統(tǒng)可視化顯示。 三、系統(tǒng)主要組成1、基礎實驗主板 主存儲器8K字節(jié)，用于存放用戶程序和數(shù)據(jù)；4片4位的算術(shù)邏輯單元74LS181功能發(fā)生器級聯(lián)而成運算器模塊；雙向通用移位寄存器，以實現(xiàn)邏輯移位功能；一個進位產(chǎn)生器74LS182；控制器采用微程序方案實現(xiàn)，控存字長為24位，可用容量為1024字節(jié)，且用電可擦寫的E2ROM存儲器芯片組成，支持動態(tài)微程序設計；24位微程序手動輸入并顯示模塊；手動16位數(shù)據(jù)輸入模塊；2位七段數(shù)碼管以顯示程序運行的結(jié)果；微地址發(fā)生器模塊和微地址顯示模塊、微地址控制模塊；數(shù)據(jù)總線顯示模塊，用于顯示數(shù)據(jù)總線上的動態(tài)數(shù)據(jù)；總線地址顯示模塊，用于顯示地址總線上的動態(tài)地址；指令寄存器和地址寄存器模塊；二片大規(guī)模 CPLD 和單片機作為整機的主控器件，可以完成部件實驗和整機模型機設計實驗。2、FPGA設計橋1）承載片上調(diào)試器以及實驗電路，連接計算機和基礎實驗主板。2）基于FPGA設計，由Altera Cyclone IV EP4CE6E、嵌入式STM32和時鐘電路、USB通信電路等組成。3）和電腦的連接采用標準USB接口（非串轉(zhuǎn)USB)。3、配套軟件1）自設計的實驗軟件提供操作實驗電路的虛擬界面，具有。2) 實驗系統(tǒng)集成動態(tài)調(diào)試運行軟件，實驗原理、目的、芯片、查詢等功能集于一體,方便多媒體教學。3）以彩色流程圖方式全程監(jiān)視程序的運行狀態(tài)和運行結(jié)果。4) 帶有上位主機的本系統(tǒng)調(diào)試debug軟件，對CPU及其組成的實驗計算機，具有啟、停，程序加載與校驗。5)在單步、單指、斷點運行時，在CPU的回收邏輯配合下，debug將自-動回收顯示CPU內(nèi)部寄存器、總線、狀態(tài)等信息，可及時發(fā)現(xiàn)錯誤。用戶可在CPU的回收邏輯里，自己選擇所要看的信息。 四、可以實現(xiàn)的實驗項目 基礎實驗項目1、8位算術(shù)邏輯運算實驗2、帶進位控制8位算術(shù)邏輯運算實驗3、16位算術(shù)邏輯運算實驗4、移位運算器實驗5、存儲器實驗6、微控制器實驗7、基本模型機的設計與實現(xiàn)8、帶移位運算的模型機的設計與實現(xiàn)9、復雜模型機的設計與實現(xiàn)10、帶移位運算的模型機的設計與實現(xiàn)11、復雜模型機的設計與實現(xiàn) 設計性實驗項目12、密碼器設計13、多功能運算電路設計14、算術(shù)邏輯單元設計15、數(shù)據(jù)通路設計16、硬布線控制器設計17、G速緩沖存儲器設計18、中斷控制器設計 19、基于CISC和RISC處理器構(gòu)成的實驗計算機的設計與實現(xiàn) 20、用芯片在模型機的基礎上設計一個8位輸入輸出并行接口芯片8212。 21、基于流水構(gòu)成模型計算機的實驗