超強型計算機（jī）組成原理係（xì）統結（jié）構實（shí）驗箱（xiāng）,計算機組成原理實（shí）驗室

超強型計算機組成原理係統結構實驗箱,計算機組成原理實驗室,計算機組成原理係（xì）統實驗儀是一款功能強、性能好，軟件硬件都（dōu）是一流的高性能計算機組成（chéng）原理實驗儀產品（pǐn），係統電路采用了多片CPLD大（dà）大提高了可靠性和功能提升的（de）可能性，軟（ruǎn）件提供了詳盡的信息（xī）窗口、運（yùn）行圖表和多類幫助信息，使（shǐ）教學的過程輕（qīng）鬆自如。

一、係統特點：

（1）結構清晰、實時監視器各單元部件都以計算機結（jié）構模型布局，清晰明了，各寄存器、部件均有 8 位數據指示燈顯示其二進製值，兩個8 段（duàn）碼（mǎ）LED 顯示其十六進製值，清楚明了，兩個數據（jù）流方（fāng）向指示燈，以直觀反映當前數據值及該數據從何處輸出，而又是（shì）被（bèi）何單元接（jiē）收的。這是該產品獨創的“實時監視器”,使得（dé）係統在實驗時即使不借助PC 機（jī），也可（kě）實時監控（kòng）數據流狀態及正確與否,徹底改變了其它實驗設備為監控狀態必須加入讀操作的（de）不真實實驗方法，使得學生十分容易認識（shí）和理解計算機組成結（jié）構。實驗係統各部件可以通過J1、J2、J3 座之間不同的連線組合，可進行各（gè）部件獨立的實驗，也可進行各部件組（zǔ）合實驗，再通過與控製線（xiàn）的組合，就可構造出不（bú）同（tóng）結構及複雜程度的原理性計算機。

（2）開放式設（shè）計

實驗係統的軟硬件對用戶的實驗設計具有（yǒu）完全（quán）的開放特性。與眾不同的（de）是：SNX-68M各實（shí）驗模塊的（de）數據線（xiàn）、地址線與係統（tǒng）之間的掛接是通過三態門，而不是其它（tā）實驗設備所采用的扁平連線（xiàn）方法，而數據線、地址線是否要與（yǔ）係統連通，則由用（yòng）戶（hù）連線控製，這樣，就（jiù）真實的再現了計算機工作步驟。需要強調指出（chū）的是（shì）：用“連線跨（kuà）接”並不能說明其開（kāi）放特性，而所謂的開放（fàng）性應指的是運算器、控製器及微程序指定的格式及定義能否進行修改和重新設計。SNX-68M係統的運（yùn）算器采（cǎi）用了代表現（xiàn）代科（kē）技的EDA 技術設計，隨機出廠時，已（yǐ）提供一（yī）套已裝載的方案，能（néng）進行（háng）加、減、與、或、帶進位加、帶進位減（jiǎn）、取反（fǎn）、直通八種運算方式，若用戶不滿意（yì）該套方案，也可自行重新設（shè）計並（bìng）通過（guò）JTAG 口（kǒu）下載。控製（zhì）器微指（zhǐ）定格式（shì）及定（dìng）義（yì）可通過鍵盤和PC 機進行重（chóng）新設計，從而產（chǎn）生與眾不同的指令係統。係統的數（shù）據線、地址線、控製線均在（zài）總線（xiàn）插孔區引出，並設計了40 芯鎖（suǒ）進插座，供用戶進行（háng）RAM、8251、8255、8253、8259 等接口器件的擴展實驗。係統提供（gòng）的兩種控製器之一的組合邏輯控製器已（yǐ）下載有一（yī）套完整的實（shí）驗方案，用戶也（yě）可使用CPLD 工具在PC 機上進行自動化設計。

開放式設計的特點還在於，用戶（hù）可以設計自己的指令/微指令係統。係統中已帶有兩套（tào）指令/微（wēi）程（chéng）序係統，用戶可參照來（lái）設計新的指令/微（wēi）程序係統。

（3）支持中（zhōng）斷實驗

采用最底層的器件設計而非有些產品所采（cǎi）用的（de）集成器件 8259，從而讓學生可以從微程（chéng）序（xù）層麵（miàn）上學習中斷請求（qiú）、中斷響（xiǎng）應、中斷（duàn）處理、中斷入口地址的產生、中斷服務程序及中（zhōng）斷（duàn）返回（RETI）整個過（guò）程。專家指出：“中斷（duàn）”是單片機、微機、DSP 等學科中（zhōng）不可或（huò）缺的（de）功能（néng），故應在計算機原組成原理這門基礎學科（kē）中對其進（jìn）行充分的學習和實驗。

(4) 兩種（zhǒng）控製器方式

係統提供兩種控製器方式，即微程序控製器和（hé）組合邏（luó）輯控製器。在微程序控製器中，係統能提供在線編程（chéng），實時（shí）修改程序，顯示程序並（bìng）調試進行的操（cāo）作環境。組（zǔ）合邏輯控製（zhì）器，已下載有一套完整的實驗方案，用戶也可使用CPLD 工具在PC 機上進行自動化設計。微程序控製器和組（zǔ）合邏輯控製器兩種（zhǒng）類型都有流水和非流水兩種方案。

（5）三種工作方式

1、手動方式——不連PC 機（jī），通過SYSNX-68M實驗儀的（de）開關輸入信號（hào）進行（háng）實驗，用LCD 及各部件的（de）8 個狀態LED，兩個LED 數碼管觀察運（yùn）行狀（zhuàng）態和結果，手動進行實驗；

2、聯機方式——連PC 機，通（tōng）過WINDOWS 調試環境及圖形方式進行更為直觀的實驗。在WINDOWS 調（diào）試環境中提供了功能強大的邏輯分（fèn）析和跟蹤功能，既（jì）可以以波形的方式顯示（shì）各邏輯關係，也可在（zài）跟蹤器中（zhōng），觀察到當前狀（zhuàng）態的說明及提示；

3、脫機方（fāng）式——不連PC 機，通過SYSNX-68M實驗儀的鍵盤輸入程序（xù）、微程（chéng）序，用LCD 及各部件的8 個狀（zhuàng）態LED，兩個LED 數（shù）碼管觀察運行狀態和結果，手動（dòng）進行實（shí）驗；

（6）完善的尋址方式

累加器尋址、寄存器尋址、寄存器間接尋址、立即數尋址、存儲器尋址；

（7）邏輯（jí）分析儀

對於教（jiāo）師而言，不難體會要講清時序關（guān）係是不容易的。而學生（shēng）理解並利用時序關係則難（nán）上加難。而由於現代集成技術的迅猛發展，在實（shí）際工作中需要更多的利用邏輯（jí）分析工具進（jìn）行時序（xù）分析。SYSNX-68M計算機組成（chéng）原理與係統結構教學實驗（yàn）係統具備高性能邏輯分析功能（néng），老師可通過電（diàn）化教學設備向（xiàng）學生現場展示指令與時序（xù）的關係，可讓學生在實驗時（shí）直觀地觀測到指令與（yǔ）時序的關係，可有效的提高教學效果。

（8）豐富的調試手段，具有單步、微單步、運行、暫停等功能。

（9）通過實驗（yàn）儀或PC機鍵（jiàn）盤,在線動態修改寄存器、程序/微程序計數器、程序/微程序存貯（zhù）器的內容。

（10）通過實驗儀或（huò）PC機鍵盤,在線動態修改寄存（cún）器、程序/微程序計數器、程序/微程序存貯器的內容。

二、係統組成（chéng）：

係（xì）統由實驗主板（bǎn）、調試軟件、內置開關電源組成。

實驗主板有：累加器A，暫存器W，寄存（cún）器組R0—R3，運算器ALU，直通D/左移（yí）L/右移R單元，中斷向量IA，堆棧ST，程序計數器（qì）PC，地址寄存器MAR，輸入IN，輸出OUT，存貯器EM，微（wēi）地址UPC，指令寄存器IR，微程序（xù）控製器（qì）UM，組合邏輯控製單元，三總線接口，擴展座、二（èr）進製開關電（diàn）平輸出/顯示，邏輯筆、管理單片機（jī）、4×6鍵盤，字符式（shì）LCD，RS232通訊接口。

三、實驗項（xiàng）目：

（1）寄存（cún）器讀寫實驗

（2）運算器八種運算實（shí）驗

（3）數據輸出/移位（wèi）實驗

（4）UPC實驗

實驗1：UPC加1實驗

實驗2：UPC打入實驗

（5）PC實驗

實驗1：PC加1實驗

實驗2：PC打入實驗

（6）存貯器讀寫實（shí）驗

（7）微程序讀寫實驗