超强型计算机组成原理与系统结构实验箱

超强型计算机组成原理与系统结构实验箱

超强型计算机组成原理与系统结构实验箱全新解析

超强型计算机组成原理与系统结构实验箱，以其卓越的功能、出色的性能以及顶尖的软件硬件配置，成为了计算机教育领域的一颗璀璨明珠。该实验箱通过多片CPLD的集成应用，极大提升了系统的可靠性和功能扩展潜力，同时，其软件界面友好，信息展示详尽，为教学实验带来了前所未有的便捷与高效。

一、系统亮点概览

1. 直观的实时监视系统

• 采用独特的“实时监视器”设计，各单元部件布局清晰，数据指示灯与LED显示直观反映二进制与十六进制值，数据流方向一目了然。此设计无需依赖PC机，即可实时监控数据流动态，让学生直观理解计算机内部结构。

2. 全面开放的实验平台

• 系统软硬件开放性强，通过三态门连接实验模块，用户可根据需求自由组合部件，真实模拟计算机工作流程。运算器与控制器支持EDA技术设计，用户可自由修改并重新设计运算方式与指令系统，实现个性化教学与研究。

3. 深入的中断实验支持

• 采用底层器件设计中断实验，使学生能够从微程序层面深入理解中断请求、响应、处理及返回的全过程，全面掌握中断机制。

4. 灵活的控制器配置

• 提供微程序控制器与组合逻辑控制器两种选择，均支持流水与非流水模式，满足不同教学需求。微程序控制器支持在线编程与实时调试，组合逻辑控制器则可通过CPLD工具进行自动化设计。

5. 多样化的工作模式

• 支持手动、联机、脱机三种工作模式，满足不同实验场景需求。手动模式下，学生可通过实验仪开关直接操作；联机模式则通过PC机进行更直观的实验调试；脱机模式则结合了手动与PC机输入的优势，实现灵活的实验操作。

6. 丰富的寻址方式与调试手段

• 系统支持多种寻址方式，如累加器寻址、寄存器寻址等，满足复杂指令集需求。同时，提供单步、微单步、运行、暂停等调试功能，以及在线修改寄存器与程序存储器的能力，确保实验过程的高效与准确。

7. 高性能逻辑分析功能

• 内置高性能逻辑分析仪，帮助教师直观展示指令与时序关系，提升教学效果。学生也能在实验过程中实时观测指令执行过程，加深理解。

8. 便捷的系统通讯与故障检测

• 支持USB通讯连接，兼容多种机型与操作系统。系统自动检测功能可精确显示故障位置，便于维护与故障排除。

二、系统构成详解

系统由实验主板、调试软件及内置开关电源组成。实验主板集成了寄存器组、运算单元、累加器、地址寄存器、程序计数器、中断源等核心部件，并通过CPLD技术实现运算器与微程序控制器的设计。此外，还配备了丰富的输入输出单元、存储器单元及扩展接口，满足多样化实验需求。

三、实验项目概览

实验项目涵盖寄存器实验、运算器实验、数据输出与移位实验、计数器与存储器实验、中断实验以及模型机综合实验等多个方面。其中，模型机综合实验包括数据传送、运算、移位、转移、调用及中断等多种操作实验，以及指令流水与RISC模型机的设计实验。此外，还提供了组合逻辑控制实验与设计指令/微指令系统实验等高级内容，以及利用8255与8253等接口器件进行扩展实验的机会。这些实验项目不仅覆盖了计算机组成原理的核心内容，还为学生提供了广阔的探索空间与实践机会。