計(jì)算機(jī)組成原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

型號(hào)：DL07-JY-II

一、適用范圍：

EL-JY-II型計(jì)算機(jī)組成原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是為《計(jì)算機(jī)組成原理》、《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》等課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)而研制的，涵蓋了目前流行教材的主要內(nèi)容，能完成主要的基本部件實(shí)驗(yàn)和整機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也可供計(jì)算機(jī)其它課程的教學(xué)和培訓(xùn)使用。

二、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介：

本系統(tǒng)采用了新穎開放的電路結(jié)構(gòu)：

1）在系統(tǒng)的構(gòu)造形式上，采用“實(shí)驗(yàn)基板+ CPU板+創(chuàng)新開發(fā)模塊”的形式，將系統(tǒng)的公共部分如數(shù)據(jù)的輸入輸出和顯示、單片機(jī)控制及與PC機(jī)通訊等電路放置在基板上，將微程序控制器、運(yùn)算器、各種寄存器、譯碼器等電路放置在擴(kuò)展板（CPU板）上，而CPU板可提供8位或16位2種不同字長(zhǎng)的系統(tǒng)板，它們與基板是兼容的，同一套系統(tǒng)通過更換不同的CPU板即可完成8位機(jī)或16位機(jī)的實(shí)驗(yàn)，用戶可根據(jù)需要分別選用8位的CPU板來構(gòu)成8位計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（EL-JY-II-8）或選用16位的CPU板來構(gòu)成16位計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（EL-JY-II-16）；也可同時(shí)選用8位和16位的CPU板，這樣就可用比一套略多的費(fèi)用而擁有兩套計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，且使用時(shí)僅需更換CPU板，而不需做任何其它的變動(dòng)或連接，使用十分方便；

2）系統(tǒng)提供有面包板，學(xué)生能自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，達(dá)到開拓思維，提高創(chuàng)新和設(shè)計(jì)能力的目的。

3）創(chuàng)新開發(fā)塊具有2種，一種是普通的CPLD開發(fā)模塊，該模塊價(jià)格便宜，適合學(xué)生完成簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)原理及功能重構(gòu)，另外一種是高級(jí)的SOPC開發(fā)模塊，該模塊采用ALTERA公司4CE6處理器，可實(shí)現(xiàn)CPLD的所有功能，另外還可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)及計(jì)算機(jī)原理機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通信開發(fā)實(shí)驗(yàn)；

4）本機(jī)實(shí)驗(yàn)操作有3種操作方式，首先利用本機(jī)安裝具有的64個(gè)撥動(dòng)開關(guān)、4個(gè)按鈕開關(guān)和64個(gè)發(fā)光二極管，既可在單片機(jī)的控制下進(jìn)行編程和顯示，完成實(shí)驗(yàn)，也可與PC機(jī)聯(lián)機(jī)使用，可在PC機(jī)上進(jìn)行編程、傳送、裝載程序、調(diào)試和運(yùn)行等操作；還可在不接入PC機(jī)的情況下，以手動(dòng)的方式完成全部的實(shí)驗(yàn)，并具備單步執(zhí)行一條微指令、單步執(zhí)行一條機(jī)器指令、連續(xù)運(yùn)行程序、聯(lián)機(jī)打印等功能，幾種操作方式可按需要任意選擇一種使用，切換方便；

5）本機(jī)未減輕實(shí)驗(yàn)老師的工作負(fù)擔(dān)，設(shè)有故障檢測(cè)功能。

6）控制器采用微程序方案，支持動(dòng)態(tài)微程序設(shè)計(jì)，微程序指令的格式及定義均可由用戶自行設(shè)計(jì)并裝入由EEPROM構(gòu)成的控存中；

7）在顯示功能上，采用了多種形式的顯示方法，使整個(gè)系統(tǒng)更加美觀大方。

8）系統(tǒng)*教材為《計(jì)算機(jī)組成原理》唐碩飛 高等教育出版社，《計(jì)算機(jī)組成與設(shè)計(jì)》（第2版）王誠(chéng)清華大學(xué)出版社，用戶也可以根據(jù)習(xí)慣選用其他通用教材。

9）本系統(tǒng)由兩大部分組成：

l 、實(shí)驗(yàn)基板：本部分是8位機(jī)和16位機(jī)的公共部分，包括以下幾個(gè)部分

Ø 數(shù)據(jù)輸入和輸出

Ø 顯示及監(jiān)控

Ø 脈沖源及時(shí)序電路

Ø 數(shù)據(jù)和地址總線

Ø 外設(shè)控制實(shí)驗(yàn)電路

Ø 單片機(jī)控制電路和鍵盤操作部分

Ø 與PC機(jī)通訊的接口

Ø 主存儲(chǔ)器

Ø CPLD實(shí)驗(yàn)板（選件

Ø 電源

Ø 自由實(shí)驗(yàn)區(qū)（面包板）

2、CPU板：CPU板分為8位機(jī)和16位機(jī)兩種，除數(shù)據(jù)和地址字長(zhǎng)分別為8位和16位以外，都包括以下幾個(gè)部分：

Ø 微程序控制器

Ø 運(yùn)算器

Ø 寄存器堆

Ø 程序計(jì)數(shù)器

Ø 指令寄存器

Ø 指令譯碼電路

Ø 地址寄存器

Ø 數(shù)據(jù)和控制總線

3、SOPC網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新開發(fā)模塊：

Ø 采用ALTERA公司4CE6處理器；

Ø 配置芯片采用16Mb的 EPCS16SI16N；

Ø 具有16Mb的FLASH存儲(chǔ)單元；

Ø 具有512Kb的SRAM存儲(chǔ)單元；

Ø具有 64Mb SDRAM存儲(chǔ)單元；

Ø 具有10M/100M網(wǎng)絡(luò)控制器模塊，網(wǎng)路模塊采用DM9000AE；

Ø AS下載口、JTAG下載口、2位按鍵及復(fù)位鍵。

三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：

實(shí)驗(yàn)一  運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)二  移位運(yùn)算實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)三  半導(dǎo)體存儲(chǔ)器RAM實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)四  微程序控制器實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)五  微程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)六  基本實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)組成與程序運(yùn)行實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)七  帶移位運(yùn)算實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)的組成與程序運(yùn)行實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)八  復(fù)雜實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)的組成與程序運(yùn)行實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)九  計(jì)算機(jī)的I/O實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)十  可重構(gòu)原理計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(選做)

實(shí)驗(yàn)十一  總線控制實(shí)驗(yàn)（選做）

實(shí)驗(yàn)十二  簡(jiǎn)單中斷控制實(shí)驗(yàn)（選做）

實(shí)驗(yàn)十三  基于重疊和流水線技術(shù)的CPU結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)（選做）

實(shí)驗(yàn)十四  RISC模型機(jī)實(shí)驗(yàn)（選做）

實(shí)驗(yàn)十五  PC機(jī)與實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)驗(yàn)（選做）

實(shí)驗(yàn)十六  實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)1與實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)N的網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)驗(yàn)（選做）

四、系統(tǒng)特點(diǎn)簡(jiǎn)介：

1、模塊化設(shè)計(jì)，清晰明了，提高了系統(tǒng)的靈活性；

2、系統(tǒng)具有自檢測(cè)功能，可檢測(cè)所有總線（數(shù)據(jù)、地址、控制總線）；

3、多種實(shí)驗(yàn)操作平臺(tái)：

A、  開關(guān)控制操作模式；

B、  鍵盤輸入單片機(jī)控制操作模式；

C、  PC機(jī)聯(lián)機(jī)操作模式，即可在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行編程、傳遞、裝程序、動(dòng)態(tài)定時(shí)調(diào)試和運(yùn)行等，用戶可根據(jù)情況在操作中互相交互使用和切換；

4、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的聯(lián)機(jī)圖形操作界面，系統(tǒng)聯(lián)機(jī)軟件提供了可動(dòng)態(tài)顯示數(shù)據(jù)流向及數(shù)據(jù)、地址、控制總線的各種信息；

5、豐富的原理計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)：運(yùn)算器結(jié)構(gòu)及微指令格式均可重定義；由于系統(tǒng)提供了CPLD可編程器件，系統(tǒng)中運(yùn)算器結(jié)構(gòu)、微程序指令的格式及定義以及各種實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目均可由用戶根據(jù)教學(xué)要求作靈活改變，同時(shí)可以完成可重構(gòu)原理計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；

6、系統(tǒng)采用了有抗短路過流的開關(guān)穩(wěn)壓電源，從而可避免了因連線失誤而導(dǎo)致芯片或整機(jī)損壞情況的發(fā)生；

7、兼容性強(qiáng)：兼容8位、16位、32位機(jī)的組成原理的實(shí)驗(yàn)；

8、擴(kuò)展性強(qiáng)：系統(tǒng)配有面包板，可擴(kuò)展CPLD/FPGA、SOPC器件，大大提高了系統(tǒng)的擴(kuò)展性，充分發(fā)揮了學(xué)生的硬件設(shè)計(jì)能力。

五、成套實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)配置：

六、產(chǎn)品圖片及其它參數(shù)：   

外型尺寸（mm）：470 x 310 x 95

工作電壓：220v ± 10%，50Hz ± 1Hz