一、適用范圍:
JY-III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)簡介:
(1)、本系統(tǒng)延續(xù)JY系列實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路,采用了新穎開放的電路結(jié)構(gòu),具有以下特點(diǎn):
1、在系統(tǒng)的構(gòu)造形式上,采用“實(shí)驗(yàn)主板+ CPU板+EDA擴(kuò)展模塊”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、16位、32位等3種不同字長的系統(tǒng)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(kuò)展區(qū):提供24P、16P、14P等圓孔IC插座、單排擴(kuò)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(hù),聲音報(bào)警,本區(qū)域既可以完成計(jì)算機(jī)組成相關(guān)的擴(kuò)展實(shí)驗(yàn),還可以完成數(shù)字電路相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目;
3、EDA擴(kuò)展模塊:可支持2種EDA擴(kuò)展模塊,分別為EPM240模塊、SOPC4CE6模塊,用于完成計(jì)算機(jī)組成創(chuàng)新擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)、EDA設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等,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、具有3種操作方式:首先利用本機(jī)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,其次可在單片機(jī)的控制下進(jìn)行編程和顯示完成實(shí)驗(yàn),第三也可以與PC機(jī)聯(lián)機(jī)使用,在PC機(jī)上進(jìn)行編程、傳送、裝載程序、調(diào)試和運(yùn)行等完成實(shí)驗(yàn)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(shè)備故障檢測功能:本機(jī)為減輕實(shí)驗(yàn)老師的工作負(fù)擔(dān),設(shè)有故障檢測功能,可對地址、數(shù)據(jù)、控制總線上的故障進(jìn)行檢測。
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EDA構(gòu)成的硬件中;
7、采用“薄膜銀質(zhì)觸點(diǎn)鍵盤”為設(shè)備提供輸入設(shè)備,避免了按鍵長期使用時(shí)較高的故障率,且更換方便,即插即用。
8、系統(tǒng)推薦教材為《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 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。
(2)、實(shí)驗(yàn)主板:
實(shí)驗(yàn)主板是由數(shù)據(jù)輸入和輸出、顯示及監(jiān)控、脈沖源及時(shí)序電路、數(shù)據(jù)和地址總線、外設(shè)控制實(shí)驗(yàn)電路、單片機(jī)控制電路、薄膜鍵盤操作部分、與PC機(jī)通訊的接口、主存儲器、電源 、自由功能擴(kuò)展區(qū)共計(jì)有11個(gè)功能模塊;
(3)、CPU板:
CPU板是由微程序控制器、運(yùn)算器、寄存器堆、程序計(jì)數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼電路、地址寄存器、數(shù)據(jù)和控制總線等8個(gè)功能模塊組成;
(4)、EDA擴(kuò)展模塊
EPM240開發(fā)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(gè),IO支持5V,PLD模塊上自帶50MHZ時(shí)鐘模塊,支持時(shí)序編程邏輯設(shè)計(jì)等;
SOPC網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新開發(fā)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(wǎng)絡(luò)控制器模塊,網(wǎng)路模塊采用DM9000AE,AS下載口,JTAG下載口,2位按鍵及復(fù)位鍵等;
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)三-1:存儲器讀寫實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)三-2:總線控制實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)四 微程序控制器原理實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)五 微程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)六 簡單模型機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)七 帶移位運(yùn)算的模型機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)八 復(fù)雜模型機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)九 復(fù)雜模型機(jī)的I/O實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)十 具有簡單中斷處理功能的模型機(jī)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)十一 基于重疊和流水線技術(shù)的CPU結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)十二 RISC模型機(jī)實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)十三 存儲器擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)十四 可重構(gòu)原理計(jì)算機(jī)組成實(shí)驗(yàn)
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 2臺實(shí)驗(yàn)箱之間通過以太網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)驗(yàn)(選做)
四、系統(tǒng)特點(diǎn)簡介:
1、 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);
2、 系統(tǒng)具有自檢測功能,可檢測所有總線(數(shù)據(jù)、地址、控制總線);
3、 多種實(shí)驗(yàn)操作平臺:開關(guān)控制操作模式、鍵盤輸入操作模式、PC機(jī)聯(lián)機(jī)操作模式;
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,更可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程動(dòng)態(tài)回放,加深對實(shí)驗(yàn)過程的理解;
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、 擴(kuò)展性強(qiáng):系統(tǒng)功能擴(kuò)展區(qū),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:
1、實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)導(dǎo)線 1
6、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 1
7、軟件料光盤 1
8、SOPC網(wǎng)絡(luò)模塊(選件) 1
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