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            計算機系統能力培養實驗儀


            產品概述

            南京潤眾科技有限公司按照計算機組成原理最新教學大綱和考研要求精心研發設計的,使得計算機組成原理及計算機系統結構課程變得好教好學,是國內計算機教學領域的旗幟性產品,深得廣大高校計算機專業師生的喜愛。對于以往各種產品來說,系統具有更為獨特的優點:

            1.采用了更為先進的計算機部件電路單元,以及更為先進的計算機整機結構設計,可使學生對計算機組成的完整結構和工作原理具有全面和清晰的認識。

            2.為計算機各組成部件和多種結構的模型機實驗都配有數據通路圖實時圖形調試界面,并都具有單拍、單周期、連續等調試功能,使原來難教難學的教學內容變得非常容易理解和掌握;通路圖的調試過程還具有保存和回放功能,因而具有更為優秀的教學效果。

            1)先進部件調試手段

                系統為各計算機部件(運算器、存儲器、控制器)分別提供了實時動態圖形調試工具,使得學生可以輕松了解復雜部件的內部結構和操作方法,并可實時跟蹤部件的工作狀態

               功能特點

            1.完整豐富的教學實驗內容,確保實驗室建設的先進性

               在計算機組成原理方面提供了運算器、控制器、存儲器、系統總線及總線接口設計等各部件教學實驗內容,還提供了簡單模型機和復雜模型機的整機實驗,以及輸入、輸出系統方面的實驗,特別是提供了具有中斷處理功能的模型計算機設計和具有DMA處理功能的模型計算機設計等實驗,可使學生對計算機的結構和原理能有一個完整的認識和掌握。

               在計算機系統結構方面,通過復雜指令模型機、精簡指令模型機、重疊結構模型機和流水結構模型機的實驗,可使學生學習并掌握當前各種先進計算機結構的原理及設計。

            2.先進的計算機部件設計

               運算器部件由一片CPLD來實現,內含算術、邏輯和移位三個運算部件,其中移位運算采用桶形移位器,各部件獨立并行工作,并提供了Cache高速緩存控制器設計實驗。

            3.開放的控制器部件設計

               微程序控制器部件由微程序存儲器,微命令寄存器,微地址寄存器,微命令譯碼器,編程電路等構成,其微指令格式和微指令定義可由用戶自行設計確定。也可以使用CPLD構造組合邏輯控制器,實現計算機硬布線控制器的設計。

            4.先進的系統總線和總線接口設計

               系統提供了先進的系統總線結構,與主流的80x86微機具有類似的系統總線和總線接口設計。實驗構建的模型計算機總線接口信號,除數據總線、地址總線外,其控制總線是需要根據計算機功能的要求來設計的,具有中斷信號線,DMA控制信號線,存儲器讀寫信號線和輸入輸出讀寫信號線等,由此便可以開展關于計算機總線接口的設計實驗。如:基本輸入輸出功能的總線接口設計實驗、具有中斷控制功能和DMA控制功能的總線接口設計實驗等。

            5.更為靈活、更為實用的時序發生電路和操作臺設計

               系統提供的時序發生器其機器周期可以在2節拍和4節拍之間選擇,這為實驗教學提供了更大的靈活性;系統的本地操作控制臺也是全新的設計,使得系統在獨立使用時,操作起來更為合理、更為方便和實用。

            6.先進的實時動態圖形調試方式,使學生更容易學懂計算機組成原理
            1)先進部件調試手段
              
            系統為各計算機部件(運算器、存儲器、控制器)分別提供了實時動態圖形調試工具,使得學生可以輕松了解復雜部件的內部結構和操作方法,并可實時跟蹤部件的工作狀態。

            2)多種結構模型機調試手段

            在模型計算機整機調試的圖形調試工具方面,系統提供了簡單模型機、復雜模型機、精簡指令結構模型機、重疊結構模型機、流水結構模型機的實時動態通路圖調試界面。

            對簡單模型機和復雜模型機還提供了動態微程序流程圖,將微程序的運行過程可實時動態的表現出來,使用戶可以從微程序的角度觀察計算機指令運行的過程并對系統進行調試。

            實驗內容

            1.運算器及設計實驗

            1)基本運算器實驗

            2)超前進位加法器設計實驗

            3)陣列乘法器設計實驗

            2.存儲系統及設計實驗

            1)靜態隨機存儲器實驗

            2Cache控制器設計實驗

            3.控制器及設計實驗

            1)時序發生器設計實驗

            2)微程序控制器實驗

            4.系統總線與總線接口實驗

            1)系統總線和具有基本輸入輸出功能的總線接口實驗

            2)具有中斷控制功能的總線接口設計

            3)具有DMA控制功能的總線接口設計

            5.模型計算機的設計實驗

            1CPU與簡單模型機設計實驗

            2)硬布線控制器模型機設計實驗

            3)復雜模型機設計實驗

            6.輸入、輸出系統實驗

            1)具有中斷處理功能的模型計算機設計實驗

            2)具有DMA處理功能的模型計算機設計實驗

            3)典型I/O接口8253擴展設計實驗

            7.先進計算機結構的設計及研究實驗

            1)基于RISC處理器的模型計算機設計實驗

            2)基于重疊技術的模型計算機設計實驗

            3)基于流水技術的模型計算機設計實驗

            符合招標文件部分:

            工作溫度:-10℃~+40℃;電源要求:220V,50Hz。

            1. 基本技術?

            (1) 采用 FPGA-A7,FPGA 可直接提供內存控制器,支持 VIVADO 開發工具;

            (2) 配置1GbDDR3 標準內存;

            (3) 配置高速緩存控制器,算術運算、邏輯運算等獨立并行工作部件;?

            (4) 配置串口,運算器,存儲器,控制器等及各部件等動態圖形調試用的顯示屏;

            (5) 配置以太網接口 RJ-45,10/100M 自適應;?

            (6) 配置基本的輸入輸出設備、usb、LED 燈、數碼管、撥碼開關、矩陣按鍵、 串口等;?

            (7) 配置完整的教學實驗指導書(教師版和學生版);提供《數字邏輯》教 學實驗指導書;《計算機組成原理》教學實驗指導書;《計算機體系結構》 教學實驗指導書;《操作系統》教學實驗指導書;CPU 設計》教學實驗指 導書各一套;投標現場提供指導書樣品各一本;

            ?2 實驗要求?

            (1)重點實驗?實驗一 數據運算:定點加法?實驗二 數據運算:乘法器?實驗三 寄存器堆實現?實驗四 ALU 模塊實現?實驗五 存儲器?實驗六 單周期 CPU 實現?實驗七 多周期 CPU 實現?課程設計 靜態流水 CPU 實現?

            (2)基礎實驗?實驗一 組合邏輯電路實驗?實驗二 鎖存器、時鐘與觸發器電路實驗?實驗三 時序邏輯電路實驗?實驗四 存儲器實驗等

             

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