一、適用范圍:
JY-III型計算機組成原理與系統結構實驗系統是為《計算機組成原理》、《計算機系統結構》等課程的教學實驗而研制的,涵蓋了目前流行教材的主要內容,能完成主要的基本部件實驗和整機模擬實驗,同時也可供計算機其它課程的教學和培訓使用。
二、結構簡介:
(1)、本系統延續JY系列實驗系統設計思路,采用了新穎開放的電路結構,具有以下特點:
1、在系統的構造形式上,采用“實驗主板+ CPU板+EDA擴展模塊”的形式,將系統的公共部分如數據的輸入輸出和顯示、單片機控制及與PC機通訊等電路放置在基板上,將微程序控制器、運算器、各種寄存器、譯碼器等電路放置在擴展板(CPU板)上,而CPU板可提供8位、16位、32位等3種不同字長的系統板,它們與主板都是兼容的可以互換,使用十分方便;
2、功能擴展區:提供24P、16P、14P等圓孔IC插座、單排擴展排座插針、VCC及GND單元,電源單元可多路輸出,電源帶有短路保護,聲音報警,本區域既可以完成計算機組成相關的擴展實驗,還可以完成數字電路相關的實驗項目;
3、EDA擴展模塊:可支持2種EDA擴展模塊,分別為EPM240模塊、SOPC4CE6模塊,用于完成計算機組成創新擴展實驗、EDA設計實驗等,還可以進行網絡遠程實驗及計算機原理機的網絡通信開發實驗;
4、具有3種操作方式:首先利用本機64個撥動開關、4個按鈕開關和64個發光二極管,其次可在單片機的控制下進行編程和顯示完成實驗,第三也可以與PC機聯機使用,在PC機上進行編程、傳送、裝載程序、調試和運行等完成實驗操作,幾種操作方式可按需要任意選擇一種使用,切換方便;
5、設備故障檢測功能:本機為減輕實驗老師的工作負擔,設有故障檢測功能,可對地址、數據、控制總線上的故障進行檢測。
6、控制器采用微程序方案,支持動態微程序設計,微程序指令的格式及定義均可由用戶自行設計并裝入由EDA構成的硬件中;
7、采用“薄膜銀質觸點鍵盤”為設備提供輸入設備,避免了按鍵長期使用時較高的故障率,且更換方便,即插即用。
8、系統推薦教材為《計算機組成原理》唐碩飛 高等教育出版社,《計算機組成與設計》(第2版)王誠 清華大學出版社,用戶也可以根據習慣選用其他通用教材。
(2)、實驗主板:
實驗主板是由數據輸入和輸出、顯示及監控、脈沖源及時序電路、數據和地址總線、外設控制實驗電路、單片機控制電路、薄膜鍵盤操作部分、與PC機通訊的接口、主存儲器、電源 、自由功能擴展區共計有11個功能模塊;
(3)、CPU板:
CPU板是由微程序控制器、運算器、寄存器堆、程序計數器、指令寄存器、指令譯碼電路、地址寄存器、數據和控制總線等8個功能模塊組成;
(4)、EDA擴展模塊
EPM240開發模塊,采用ALTERA公司新型的EPM240系列CPLD器件,等效門電路約1萬個,IO支持5V,PLD模塊上自帶50MHZ時鐘模塊,支持時序編程邏輯設計等;
SOPC網絡創新開發模塊(選件),該模塊采用ALTERA公司4CE6處理器,配置芯片采用16Mb的 EPCS16SI16N,具有16Mb的FLASH存儲單元,具有512Kb的SRAM存儲單元,具有 64Mb SDRAM存儲單元,具有10M/100M網絡控制器模塊,網路模塊采用DM9000AE,AS下載口,JTAG下載口,2位按鍵及復位鍵等;
三、實驗項目:
實驗一 運算器實驗
實驗二 移位運算實驗
實驗三-1:存儲器讀寫實驗
實驗三-2:總線控制實驗
實驗四 微程序控制器原理實驗
實驗五 微程序設計實驗
實驗六 簡單模型機組成原理實驗
實驗七 帶移位運算的模型機組成原理實驗
實驗八 復雜模型機組成原理實驗
實驗九 復雜模型機的I/O實驗
實驗十 具有簡單中斷處理功能的模型機實驗
實驗十一 基于重疊和流水線技術的CPU結構實驗
實驗十二 RISC模型機實驗
實驗十三 存儲器擴展實驗
實驗十四 可重構原理計算機組成實驗
實驗十五 PC機與實驗計算機的網絡通信實驗(選做)
實驗十六 2臺實驗箱之間通過以太網絡通信實驗(選做)
四、系統特點簡介:
1、 兼容性強:兼容8位、16位、32位機的組成原理的實驗;
2、 系統具有自檢測功能,可檢測所有總線(數據、地址、控制總線);
3、 多種實驗操作平臺:開關控制操作模式、鍵盤輸入操作模式、PC機聯機操作模式;
4、 實時、動態的聯機圖形操作界面,系統聯機軟件提供了可動態顯示數據流向及數據、地址、控制總線的各種信息,更可以實現實驗過程動態回放,加深對實驗過程的理解;
5、 豐富的原理計算機設計:運算器結構及微指令格式均可重定義;由于系統提供了CPLD可編程器件,系統中運算器結構、微程序指令的格式及定義以及各種實驗項目均可由用戶根據教學要求作靈活改變,同時可以完成可重構原理計算機設計實驗;
6、 擴展性強:系統功能擴展區,可擴展CPLD/FPGA、SOPC器件,大大提高了系統的擴展性,充分發揮了學生的硬件設計能力。
五、成套實驗系統配置:
1、實驗箱 JY-III 1
2、16位CPU板 JY-CPU16 1
3、EDA模塊 EPM240 1
4、編程器 JY-BLASTER 1
5、實驗導線 1
6、實驗指導書 1
7、軟件料光盤 1
8、SOPC網絡模塊(選件) 1
六、產品圖片及其它參數:
外型尺寸(mm):470 x 310 x 95
工作電壓:220v ± 10%,50Hz ± 1Hz