KH-CPTH+計算機組成原理與系統(tǒng)結構實驗箱是我公司吸收了國內(nèi)先進的計算機組成原理實驗儀的優(yōu)點,研制開發(fā)的一款八位、十六位兼容設計的計算機組成原理和系統(tǒng)結構實驗儀,系統(tǒng)由八位機主板和十六位機擴展實驗板組成,主板以八位機模式,用TTL74系列器件加多片在線可編程CPLD構建模型機部件,大大提高了實驗系統(tǒng)可靠性和二次開發(fā)的靈活性,讓學生以可視方式觀察CPU內(nèi)各部件工作過程和模型機的實現(xiàn)。擴展實驗板以十六位機模式,用12萬門EP1C6芯片構建模型機所有部件,并配置64K×16位存儲器,通過VHDL語言編程,可設計16位機的部件和模型機,學生將設計好的電路下載到FPGA芯片上,實現(xiàn)16位機的部件和模型機功能;也可完成其它設計性實驗和課程設計實驗。在對八位機了解的基礎上,讓學生對十六位計算機組成原理有更深刻的理解,實現(xiàn)質(zhì)的飛躍,為FPGA設計CPU打下堅實基礎。滿足不同層次的教學的需求。系統(tǒng)軟件提供了詳盡的信息窗口、運行圖表和多類幫信息,使教學的過程輕松自如。
一、計算機組成原理與系統(tǒng)結構實驗箱特點:
1、先進的硬件設計,充分展示計算機結構模型,每個模塊均有數(shù)碼管實時監(jiān)視,模塊間線條明快,數(shù)據(jù)/指令流向一目了然。
2、完善的硬件配置,實驗電路以分立器件為主,同時配備CPLD,支持部分模塊的重構。
3、開放的軟硬件設計,支持用戶新建指令/微指令的系統(tǒng)設計。
4、控制器的有機結合,只需撥動選擇開關,就可實現(xiàn)微程序或組合邏輯控制的切換。
5、提供多種工作方式,支持手動、脫機、聯(lián)機。
6、提供三總線接口和鎖緊插座,支持I/O擴展。
7、提供多種指令系統(tǒng),支持基本模型機、指令流水線、RISC模型機實驗。
8、強大的指令功能,支持多種尋址方式和中斷、子程序調(diào)用等。
9、豐富的調(diào)試手段,具有單步、微單步、運行、暫停等功能。
10、提供聯(lián)機調(diào)試軟件,自帶編譯器、支持匯編語言源程序調(diào)試,圖形化動態(tài)顯示計算機結構模型的數(shù)據(jù)/指令流向,操作歷史記錄狀態(tài)顯示,方便用戶查找歷史記錄。
11、提供30路邏輯分析波形圖(示波器),可讓學生在實驗時實時地觀測到指令與時序的關系,可有效的提高教學效果。
12、實驗儀提供LCD液晶顯示,通過實驗儀或PC機鍵盤,在線動態(tài)修改寄存器、程序/微程序計數(shù)器、程序/微程序存貯器的內(nèi)容。
13、系統(tǒng)可選配十六位擴展卡,可做十六位的組成原理實驗。該十六位擴展卡提供示例程序。數(shù)據(jù)和地址均為十六位,是真正的16位機。
14、系統(tǒng)可保存文件和調(diào)入文件,并提供PC機下載。
二、十六位機特點:
1、AT89S52單片機,主要用于接收PC機命令,完成16位程序存儲器讀寫,管理模型機運行、暫停等功能。
2、ISPLSI1032E是邏輯控制芯片,負責單片機和模型機總線切換。
3、EP1C6是模型機主控芯片,相應管腳已連好,IDC2是EP1C6芯片的下載接口,再配合FPGA實驗板的PC機調(diào)試軟件,可方便地進行各種實驗。
4、IDT71V016是64K×16位存儲器,是模型機的程序存儲器,能保存大容量程序。
5、四位8段數(shù)碼管,用于顯示模型機內(nèi)部寄存器、總線的值,在設計時可將需要觀察的內(nèi)部寄存器、總線值送A,再通過OUT指令送到數(shù)碼管顯示。兩只GAL16V8是四位數(shù)碼管16進制譯碼。
6、L7~L0是8個發(fā)光二極管,用于顯示模型機內(nèi)部狀態(tài),例如:進位標志、零標志、中斷申請標志等。
7、K0(7…0)~K4(7…0)是40個開關,用于輸入外部信號,例如,在做單步實驗時,這些開關可用來輸入地址總線值、數(shù)據(jù)總線值、控制信號等。
8、 EP1C6 右方的EX1座表示38 個擴展的IO 信號,當實驗中需要另外的輸入輸出腳時可以使用這些擴展腳。
9、提供FPGA實驗板和PC機調(diào)試軟件。
三、計算機組成原理與系統(tǒng)結構實驗箱組成:
系統(tǒng)由實驗主板、仿真調(diào)試軟件、內(nèi)置開關電源組成。配有USB和串口兩種通信方式,用戶可以根據(jù)需要切換開關選擇任何一種。實驗主板有:累加器A,暫存器W,運算器ALU,直通D/左移L/右移R單元,寄存器組R0—R3,中斷向量IA,堆棧ST,程序計數(shù)器PC,地址寄存器MAR,輸入IN,輸出OUT,存貯器EM,微地址UPC,指令寄存器IR,微程序控制器uEM,組合邏輯控制單元,三總線接口,40芯鎖緊擴展座、二進制開關電平輸出/顯示,邏輯筆、管理單片機89S52、4×6鍵盤,字符式LCD,RS232/USB通訊接口,十六位機擴展接口, 通信選擇開關。