ZY2102C（原型號:ZY15CompSys12BB）計(jì)算機(jī)組成原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)箱
該系統(tǒng)可以通過對多種原理性計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和調(diào)試來高效率地支持“計(jì)算機(jī)組成原理”和“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”等課程的開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，為高校各個(gè)教學(xué)層次的計(jì)算機(jī)原理教學(xué)提供了*的解決方案。
一、產(chǎn)品特點(diǎn)
l 采用內(nèi)、外總線及模塊化設(shè)計(jì)，具有開放式的實(shí)驗(yàn)電路結(jié)構(gòu)，可按部件層次組合方式逐次構(gòu)造不同結(jié)構(gòu)和復(fù)雜程度的部件實(shí)驗(yàn)電路及模型計(jì)算機(jī)。
l 系統(tǒng)提供手動(dòng)、PC聯(lián)機(jī)兩種操作方式，靈活方便。采用基于WINDOWS操作系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)模擬演示軟件，可通過RS-232通訊接口與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)使用。此軟件具有界面友好，使用方便等特點(diǎn)，可完成對程序的編輯、下載、讀出和保存，并可在線實(shí)時(shí)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，檢測實(shí)驗(yàn)連線的正確性，具有單步執(zhí)行一條微程序、單步執(zhí)行一條機(jī)器指令和連續(xù)運(yùn)行程序等多種功能，幾種操作方式可按需要任意選擇一種，切換方便。在運(yùn)行過程中，可以用生動(dòng)直觀的實(shí)時(shí)動(dòng)畫模擬和演示計(jì)算機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)流向及存儲器、程序指針、地址寄存器、控制總線的各種信息及其變化情況，使學(xué)生更易生動(dòng)和形象的理解計(jì)算機(jī)的組成結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式，以及內(nèi)部數(shù)據(jù)流向。另外，還具有八路軟件示波器功能，可以同時(shí)對比觀察時(shí)序信號與節(jié)拍信號。
l 本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中集成了系統(tǒng)可編程大規(guī)模器件CPLD MAX7128（ALTERA公司），它的全部引腳對外開放，實(shí)驗(yàn)者*可以自行進(jìn)行計(jì)算機(jī)組成原理或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、仿真、綜合、下載，實(shí)現(xiàn)微程序控制器和硬布線控制器兩種不同結(jié)構(gòu)的模型機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。
l 具有雙控制器方式：微程序控制器和組合邏輯控制器。
l 本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)提供雙類型方案：兩種控制器分別可實(shí)現(xiàn)流水和非流水作業(yè)。
l 系統(tǒng)*開放，數(shù)據(jù)總線、地址總線、算術(shù)邏輯單元、存儲器單元、邏輯譯碼單元等每一單元模塊的數(shù)據(jù)線和控制線*引出，便于教學(xué)實(shí)驗(yàn)的靈活設(shè)計(jì)。
l 直接把8255、8253、8259等接口器件做到實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上，減去了擴(kuò)展板的繁瑣，使實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)模塊化結(jié)構(gòu)更清晰，可應(yīng)用能力更強(qiáng)。
l 采用zui底層方式設(shè)計(jì)中斷實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以從微程序上學(xué)習(xí)、觀測中斷進(jìn)棧、出棧和中斷相應(yīng)的全過程。
l 具有8路軟件示波器功能，無需示波器就可觀察時(shí)序節(jié)拍信號的波形。
l 本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用了抗短路過流的開關(guān)電源（+5V/3.0A，±12V），避免了因連線失誤而導(dǎo)致芯片或整機(jī)損壞的情況。
二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
l 基本單元實(shí)驗(yàn)
（1）算術(shù)邏輯運(yùn)算實(shí)驗(yàn)
（2）進(jìn)位控制實(shí)驗(yàn)
（3）移位運(yùn)算實(shí)驗(yàn)
（4）乘法器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
（5）存儲器實(shí)驗(yàn)
（6）總線控制實(shí)驗(yàn)
（7）時(shí)序?qū)嶒?yàn)
（8）微程序控制器的組成與微程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
（9）硬布線控制器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
l 綜合實(shí)驗(yàn)
（1）基本模型機(jī)實(shí)驗(yàn)
（2）移位運(yùn)算模型機(jī)實(shí)驗(yàn)
（3）復(fù)雜模型機(jī)實(shí)驗(yàn)
（4）可重構(gòu)原理計(jì)算機(jī)的組成設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
l 接口部分實(shí)驗(yàn)
（1）擴(kuò)展8255并行口實(shí)驗(yàn)
（2）擴(kuò)展8253定時(shí)器/計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)
（3）8259中斷控制器實(shí)驗(yàn)
l 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)
（1）基于硬布線控制器的基本模型機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
（2）基于RISC處理器構(gòu)成的模型機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
（3）流水微程序模型機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
（4）流水硬布線控制器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
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