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    計算機組成原理實驗系統

    發布日期:2016-12-21    【字號:  

      DB-CPTH+型計算機組成原理實驗系統<以下簡稱系統>,是由江蘇樂百仕教育科技有限公司繼C2000/CH2000成功開發之后,結合國內同類產品的優點,最新研制開發的超強型實驗計算機裝置<以下簡稱模型機>。該系統采用單片機管理和EDA控制技術,自帶鍵盤和液晶顯示器,支持脫機和聯PC機兩種工作模式,運用系統監控和數碼管等實時監視,全面動態管理模型機的運行和內部資源。模型機軟硬件配置完整,支持8位字長的多種尋址方式,指令豐富,并配有以win98/2000/XP為操作平臺的動態跟蹤集成調試軟件,示教效果極佳,特別適用于計算機組成原理課程的教學與實驗。
    1.2 DB-CPTH+特點
    1、采用總線結構
    總線結構的計算機具有結構清晰,擴展方便等優點。DB-CPTH+實驗系統使用三組總線即地址總線ABUS、數據總線DBUS、指令總線IBUS和控制信號,CPU、主存、外設和管理單片機等部件之間通過外部數據總線傳輸, CPU內部則通過內部數據總線傳輸信息。各部件之間,通過三態緩沖器作接口連接,這樣一方面增強總線驅動能力,另一方面在模型機停機時,三態門輸出浮空,能保證不管模型機的CPU工作是否正常,管理單片機總能讀/寫主存或控存。
    2、計算機功能模塊化設計
    DB-CPTH+為實驗者提供運算器模塊ALU,眾多寄存器模塊(A,W,IA ,ST,MAR,R0…R3等),程序計數器模塊PC,指令部件模塊IR,主存模塊EM,微程序控制模塊〈控存〉uM,微地址計數器模塊UPC,組合邏輯控制模塊及I/O等控制模塊。
    各模塊間的電源線、地線、地址總線和數據總線等已分別連通,模塊內各芯片間數據通路也已連好,各模塊的控制信號及必要的輸出信號已被引出到主板插孔,供實驗者按自己的設計進行連接。v 3、智能化控制
    系統在單片機監控下,管理模型機運行和讀寫,當模型機停機時,實驗者可通過系統鍵盤,讀寫主存或控存指定單元的內容,使模型機實現在線開發。模型機運行時,系統提供單步一條微指令(微單步)、單步一條機器指令(程單步),連續運行程序及無限止暫停等調試手段,能動態跟蹤數據,流向、捕捉各種控制信息,實時反映模型機現場,使實驗者及時了解程序和微程序設計的正確性,便以修改。
    4、提供兩種實驗模式
    ①手動運行“Hand……”:通過撥動開關和發光二極管二進制電平顯示,支持最底層的手動操作方式的輸入/輸出和機器調試。
    ②自動運行:通過系統鍵盤及液晶顯示器或PC機,直接接輸入或編譯裝載用戶程序<機器碼程序和微程序>,實現微程序控制運行,運用多種調試手段運行用戶程序,使實驗者對計算機組成原理一目了然。
    5、開放性設計
    運算器采用了EDA技術設計,隨機出廠時,已提供一套已裝載的方案,能進行加、減、與、或、帶進位加、帶進位減、取反、直通八種運算方式,若用戶不滿意該套方案,可自行重新設計并通過JTAG 口下載。邏輯控制器由CPLD實現,也可進行重新設計并通過JTAG 口下載。用戶還可以設計自己的指令/微指令系統。系統中已帶三套指令/微程序系統,用戶可參照來設計新的指令/微程序系統。
    系統的數據線、地址線、控制線均在總線接口區引出,并設計了40 芯鎖進插座,供用戶進行RAM、8251、8255、8253、8259等接口器件的擴展實驗。
    6、支持中斷實驗
    采用最底層的器件設計,讓學生可以從微程序層面上學習中斷請求、中斷響應、中斷處理、中斷入口地址的產生、中斷服務程序及中斷返回(RETI)整個過程。
    7、支持兩種控制器實驗
    系統提供兩種控制器方式,即微程序控制器和組合邏輯控制器。在微程序控制器中,系統能提供在線編程,實時修改程序,顯示程序并進行調試的操作環境。組合邏輯控制器,已下載有一套完整的實驗方案,用戶也可使用CPLD工具在PC機上進行自動化設計。
    8、支持子程序調用、返回、指令流水線和RISC精簡指令系統實驗。
    9、配備以Win98/2000/XP為操作平臺的集成調試軟件包
    系統通過RS-232C串行通訊接口與PC機聯接,借助PC資源形成了強大的在線文檔與圖形的動態管理系統,自帶編譯器,支持匯編語言的編輯、編譯、調試,一次點擊即可完成程序和與其對應微程序的鏈接裝載并自動彈出調試窗口,在主界面中開辟了程序和與其對應微程序的調試、模型機結構示意圖(點擊各模塊即彈出電路原理圖)、微程序等跟蹤顯示窗口,供用戶選擇,可動態顯示數據流向、實時捕捉數據、地址、控制總線的各種信息,使調試過程極為生動形象。
    1.3 實驗系統組成
    CPTH+計算機組成原理實驗系統由實驗平臺、開關電源、軟件三大部分組成。
    實驗平臺上有寄存器組R0-R3、運算單元、累加器A、暫存器W、直通/左移/右移單元、地址寄存器、程序計數器、堆棧、中斷源、輸入/輸出單元、存儲器單元、微地址寄存器、指令寄存器、微程序控制器、組合邏輯控制器、擴展單元、總線接口區、微動開關/指示燈、邏輯筆、脈沖源、管理單片機、24個按鍵、字符式LCD、RS232口。

    江蘇樂百仕教育科技有限公司

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