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基于FPGA口袋式计算机组成原理实验系统

  • 产品型号: HC-V
  • 产品品牌: TERASIC友晶科技/Intel FPGA
  • 产品规格: Cyclone IV E系列
  • 产品价格: 欢迎咨询采购,量多优惠多,提供完善的售后保障和支持!
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口袋型实验系统是新一代计算机组成原理实验系统,它采用了全新的设计思路和实现技术,使得它硬件成本低、可靠性高、使用寿命长,而且功能强大、灵活性和适应性都非常强。
实验系统包括口袋实验板和虚拟实验软件两部分。口袋实验板仅有信用卡大小,采用Altera Cyclone IV E系列EP4CE6E22C8芯片,实验板没有开关、按键等操作元件,需要通过配套软件的虚拟实验界面进行实验操作。
口袋实验板适合于提供给学生个人,不受实验室时间限制地完成实验或进行课外拓展。 
基本功能
可完成“数字逻辑”和“计算机组成原理”课程的逻辑电路实验;
可完成“计算机组成原理”和“计算机系统结构”课程的CPU实验;
实验过程可视化:在虚拟实验板上操作,以信息流方式显示CPU的指令执行过程;
支持用户自定义实验内容、自定义虚拟实验板、自定义CPU数据通路。
配套《计算机组成原理实践教程》由清华大学出版社出版发行(肖铁军主编,ISBN:9787302382805),包括10个实验项目(如运算器、高速缓存、微控制器、中断系统等)和2个课程设计项目(CPU设计、微程序设计)。
主要特点    
基于FPGA的实验技术,可以结合教学内容设计实验,便于和课堂教学相配套,改变课堂讲一套、实验做另外一套的状况。既可以支持设计型、创新型实验,也可用设计好的电路进行原理验证型实验,便于实施多层次的实验教学。
不仅具有真实感的虚拟实验板,并且独创基于原理图的虚拟实验板,使学生将注意力集中在实验原理上,无需将精力消耗在开关等元件与原理的对应上,提高实验效率。系统提供虚拟实验板设计工具,用户可为自己的实验定制虚拟实验界面。
    
学生所有的操作都是在计算机的虚拟界面上完成,甚至不需要实验板具有实际的开关按键、指示灯数码管等元件,从而极大地降低了实验板的故障率和日常维护成本。
模型机实验可动态显示实验CPU的运行状态。CPU内部状态通过调试电路传递到用户界面,以数据记录和图形化两种形式显示。高亮显示当前有效的控制信号、变化的数值以及信息流动,方便学生调试设计,加深对指令执行过程的理解。也可用于教学演示。模型机的调试支持微指令单步、微指令断点、指令单步、断点、全速等运行方式。可通过软件界面输入、查看和保存控存、主存内容。
 
目前已设计微程序控制的JUC-II(上图)和基本的多周期MIPS(下图)等三种CISC或RSIC实验CPU;并且用户可以扩充自己的实验CPU,只需要通过特定的脚本描述CPU的特性即可由实验调试系统可视化显示。