TD-CMA計算機組成原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)教學實驗系統(tǒng)

1、TD-CMA 計算機組成原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)教學實驗系統(tǒng) 價格：3980元TD-CMA 計算機組成原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)教學實驗系統(tǒng)是西安唐都科教儀器公司推出的新一代計算機組成原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)教學的實驗設備，該系統(tǒng)與以往的產(chǎn)品相比，主要優(yōu)點有：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(jié)構(gòu)設計。從部件到整機實驗都配有數(shù)據(jù)通路圖實時動態(tài)圖形調(diào)試界面，且都具有單拍、單周期、連續(xù)等調(diào)試功能；通路圖的調(diào)試過程也具有保存和回放功能，具有更為優(yōu)秀的示教效果。采用VHDL語言、MAXII系列CPLD器件、以及QuartusII工具來開展設計性的實驗，具有更好的實用價值。更為靈活、更為實用的時序發(fā)生電路和本

2、地操作臺設計。先進和完善的系統(tǒng)監(jiān)測和保護電路設計，使實驗平臺更易于維護和使用。一、系統(tǒng)的功能和特點1先進豐富的課程內(nèi)容使用實時動態(tài)圖形調(diào)試實驗方法，進行計算機組成原理的實驗教學，比以往各種實驗設備增加了并行運算器、Cache高速緩存、CPU設計、外總線接口設計、中斷、DMA等實驗內(nèi)容，并可開展CISC、RISC、重疊、流水、超標量等先進計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設計和實驗研究。2先進設計方法和開發(fā)工具采用VHDL語言、ALTREA公司最新MAXII系列CPLD器件和先進設計開發(fā)工具QUARTUS II來開展設計性的實驗，具有更好的實用價值。 3先進的實時動態(tài)圖形調(diào)試方式系統(tǒng)為各計算機部件（運算器、存儲器

3、、控制器）分別提供了實時動態(tài)圖形調(diào)試工具，使得學生可以輕松了解復雜部件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和操作方法，并可實時跟蹤部件的工作狀態(tài)。在模型計算機整機調(diào)試的圖形調(diào)試工具方面，系統(tǒng)除提供數(shù)據(jù)通路圖、微程序流程圖二種圖形調(diào)試方式外，還增加了交互式微程序自動生成和當前微指令功能的模擬、系統(tǒng)調(diào)試過程的保存及回放等多種先進和實用的調(diào)試功能，這些圖形調(diào)試方式及功能使得實驗過程更為形象直觀，好教好學，具有更為優(yōu)秀的示教效果。4先進的運算器部件運算器部件由一片CPLD來實現(xiàn)，內(nèi)含算術(shù)、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，體現(xiàn)了主流運算器設計思想。5Cache控制器部件設計提供Cache高

4、速緩存控制器設計實驗，可深刻理解高速緩存的基本原理和設計思想。6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(gòu)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(gòu)造組合邏輯控制器，實現(xiàn)計算機硬布線控制器的設計。7先進的系統(tǒng)總線和總線接口設計系統(tǒng)提供了先進的系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)，與主流的80x86微機具有相似的系統(tǒng)總線和總線接口設計。實驗構(gòu)建的模型計算機總線接口信號，除數(shù)據(jù)總線、地址總線外，其控制總線是需要根據(jù)計算機功能的要求來設計的，由此便可以開展關(guān)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

5、控制功能和DMA控制功能的總線接口設計實驗等。8更為靈活、更為實用的時序發(fā)生電路和操作臺設計 系統(tǒng)提供的時序發(fā)生器其機器周期可以在2節(jié)拍和4節(jié)拍之間選擇，這為實驗教學提供了更大的靈活性；系統(tǒng)的本地操作控制臺也是全新的設計，使得系統(tǒng)在獨立使用時，操作起來更為合理、更為方便和實用。9系統(tǒng)電路的保護性設計保證了系統(tǒng)的安全性系統(tǒng)除了采用了具有抗短路、抗過流的高性能穩(wěn)壓電源來保證產(chǎn)品的安全性外，還增加了總線競爭報警等多處保護性電路設計，可進一步保證系統(tǒng)的安全運行。10系統(tǒng)電路檢測功能和實驗電路查錯功能系統(tǒng)提供了系統(tǒng)電路檢測功能和實驗電路查錯功能，既可對系統(tǒng)電路進行維護性檢測，還可對實驗電路連線的正確與否

6、進行檢查，能夠精確檢查到用戶的每一根實驗電路連線。二、系統(tǒng)電路構(gòu)成·運算器單元：具有算術(shù)運算、邏輯運算和桶形移位運算三個獨立并行工作部件。·存儲器單元：SRAM。·微控制器單元：微程序存儲器，微命令寄存器，微地址寄存器，微命令譯碼器。·寄存器單元：通用寄存器組，程序計數(shù)器，地址寄存器，指令寄存器。·總線單元：CPU內(nèi)總線，系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線，地址總線，控制總線。·時序和操作臺單元：時序發(fā)生電路，計算機控制臺操作邏輯電路等。·輸入、輸出設備單元：開關(guān)，LED顯示燈，數(shù)碼管及顯示譯碼電路。·輸入、輸出接口單元：8237DMA

7、，8259PIC，8253CTC。·系統(tǒng)單元：系統(tǒng)監(jiān)控電路，系統(tǒng)檢測電路，總線競爭報警電路。·測量單元：四路邏輯示波器。·手動信號模擬單元：3組8位二進制開關(guān)和指示燈，系統(tǒng)清零電路。·CPLD單元：ALTERA MAXII系列EPM1270。·可選配超標量實驗擴展單元。三、系統(tǒng)軟件配置1運算器、控制器等各部件的圖形調(diào)試界面由于先進的計算機部件本身就十分復雜，所以系統(tǒng)為運算器、存儲器、控制器等各計算機部件實驗都提供了實時數(shù)據(jù)通路圖調(diào)試界面，使部件實驗更加形象直觀，用戶可以輕松了解復雜部件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和使用方法，并可實時跟蹤部件的工作狀態(tài)。微程序控制

8、器數(shù)據(jù)通路圖2計算機整機系統(tǒng)的圖形調(diào)試界面系統(tǒng)對計算機整機系統(tǒng)的設計提供了實例供用戶研究，并提供了實時圖形調(diào)試界面，具有單節(jié)拍、單周期、單機器指令、連續(xù)運行等調(diào)試功能，可多方位、動態(tài)實時顯示計算機系統(tǒng)中各部件之間的數(shù)據(jù)傳送過程以及各部件和總線上的所有信息，使以往難以觀察到的、以及不易理解的計算機工作過程得以形象生動地展現(xiàn)。復雜模型計算機數(shù)據(jù)通路圖3獨特的微程序流程圖系統(tǒng)具有獨特的微程序流程圖調(diào)試界面，使用戶可以從微程序運行角度來觀察計算機指令運行的過程并對系統(tǒng)進行調(diào)試。該微程序流程圖還可由用戶根據(jù)自己的微程序來進行設計。4交互式微程序自動生成及微指令的功能模擬系統(tǒng)提供了獨特的圖形交互式微指令輸

9、入和模擬功能。在微指令顯示區(qū)，可以按每個控制位來修改微指令代碼，然后在數(shù)據(jù)通路圖中觀察該微指令模擬運行的情況，由此可反復修改各控制位代碼，直至修改正確。微指令修改確定后，則可自動生成微程序。5系統(tǒng)電路檢測功能和實驗電路查錯功能系統(tǒng)提供了系統(tǒng)電路維護性檢測和實驗電路連線查錯的圖形界面，能夠精確檢查到系統(tǒng)電路故障及用戶的實驗電路連線錯誤。6多路邏輯信號測量系統(tǒng)提供了四路邏輯示波器，方便用戶測量信號的邏輯波形。7系統(tǒng)調(diào)試運行過程的保存及回放功能系統(tǒng)具有歷史記錄回放及保存功能，系統(tǒng)可自動記錄實驗過程，并可以文件形式保存，能隨時進行回放，也可作為實驗報告的電子檔或教學中的演示實例。四、主要技術(shù)指標1硬件

10、配置·運算器單元采用CPLD器件構(gòu)成，具有算術(shù)運算、邏輯運算和桶形移位運算三個獨立并行工作部件。·存儲器單元采用SRAM，并提供Cache高速緩存控制器設計實驗，可深刻理解高速緩存的基本原理和設計思想。·系統(tǒng)提供微程序控制器和組合邏輯控制器兩種控制器。·系統(tǒng)提供有類80x86CPU的總線接口設計，可以支持具有中斷控制功能和DMA控制功能的總線接口設計實驗。·系統(tǒng)提供的時序發(fā)生器其機器周期可以在2節(jié)拍和4節(jié)拍之間選擇，這為實驗教學提供了更大的靈活性；·系統(tǒng)配有基本的輸入、輸出設備單元，以及8237DMA、8259PIC、8253CTC常

11、用的微機外圍接口單元，可以支持具有中斷和DMA控制功能的模型機設計實驗。·系統(tǒng)具有CPLD單元，采用ALTERA MAXII系列EPM1270。·系統(tǒng)資源對用戶完全開放，系統(tǒng)中的運算器結(jié)構(gòu)、控制器結(jié)構(gòu)及微程序指令的格式及定義均可由用戶根據(jù)教學需要來做靈活改變，指令系統(tǒng)也可重新設計。·系統(tǒng)單元具有系統(tǒng)監(jiān)控電路、系統(tǒng)檢測電路和總線競爭報警電路。其中的實驗電路連線檢測功能，能精確檢測到每根連線。系統(tǒng)的總線競爭報警電路，確保系統(tǒng)的安全運行。·系統(tǒng)配有四路邏輯示波器的測量單元。·系統(tǒng)可選配超標量實驗擴展單元。2軟件配置·系統(tǒng)提供了運算器、存儲器

12、、控制器各部件的動態(tài)圖形調(diào)試界面。·系統(tǒng)提供了CISC、RISC、重疊、流水等多種模型計算機動態(tài)圖形調(diào)試界面，可多方位、動態(tài)實時顯示計算機系統(tǒng)中各部件之間的數(shù)據(jù)傳送過程以及各部件和總線上的所有信息。·系統(tǒng)提供了單拍、單周期、單步微指令、單步機器指令、連續(xù)等調(diào)試功能，尤其是單拍調(diào)試功能，可以在單周期調(diào)試基礎上更細致地實時觀測到計算機內(nèi)部每一節(jié)拍的動作，此功能對于先進計算機結(jié)構(gòu)的實驗研究是必不可少的。·系統(tǒng)提供了獨特的微程序流程圖調(diào)試界面，使用戶可以從微程序運行角度來觀察計算機指令運行的過程并對系統(tǒng)進行調(diào)試。·系統(tǒng)提供了獨特的圖形交互式微指令輸入和模擬調(diào)試功

13、能，微指令修改確定后，則可自動生成微程序。·系統(tǒng)可設定記錄實驗過程，并以文件形式保存，能隨時進行回放，也可作為實驗報告的電子檔或教學中的演示實例。·系統(tǒng)具有系統(tǒng)電路維護性檢測和實驗電路連線查錯的圖形界面，能夠精確檢查到系統(tǒng)電路故障及用戶的實驗電路連線錯誤。·系統(tǒng)提供了四路邏輯示波器，方便用戶測量信號的邏輯波形。五、主要實驗內(nèi)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(tǒng)及設計實驗（1）靜態(tài)隨機存儲器實驗（2）Cache控制器設計實驗3控制器及設計實驗（1）時序發(fā)生器設計實驗（2）微程序控制器實驗4系統(tǒng)總線與總線接口實驗（1）系統(tǒng)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（1）CPU與簡單模型機設計