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更新日期:2017年04月20日  
   
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您的位置:偉福首頁產品介紹COP8000計算機組成原理實驗系統
 
 
COP8000新型現代計算機組成原理/系統結構實驗系統
點擊放大 零售價:6980
主機/批量優惠)
 
一、系統性能特點
 
結構清晰、實時監視器

各單元部件都以計算機結構模型布局,清晰明了,各寄存器、部件均有8位數據指示燈顯示其二進制值,兩個8段碼LED顯示其十六進制值,清楚明了,兩個數據流方向指示燈,以直觀反映當前數據值及該數據從何處輸出,而又是被何單元接收的。這是該產品獨創的“實時監視器”,使得系統在實驗時即使不借助PC 機,也可實時監控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不真實實驗方法,使得學生十分容易認識和理解計算機組成結構。實驗系統各部件可以通過J1、J2、J3 座之間不同的連線組合,可進行各部件獨立的實驗,也可進行各部件組合實驗,再通過與控制線的組合,就可構造出不同結構及復雜程度的原理性計算機。

開放式設計

實驗系統的軟硬件對用戶的實驗設計具有完全的開放特性。與眾不同的是:COP2000各實驗模塊的數據線、地址線與系統之間的掛接是通過三態門,而不是其它實驗設備所采用的扁平連線方法,而數據線、地址線是否要與系統連通,則由用戶連線控制,這樣,就真實的再現了計算機工作步驟。需要強調指出的是:用“連線跨接”并不能說明其開放特性,而所謂的開放性應指的是運算器、控制器及微程序指定的格式及定義能否進行修改和重新設計。COP2000系統的運算器采用了代表現代科技的EDA技術設計,隨機出廠時,已提供一套已裝載的方案,能進行加、減、與、或、帶進位加、帶進位減、取反、直通八種運算方式,若用戶不滿意該套方案,也可自行重新設計并通過JTAG 口下載。控制器微指定格式及定義可通過鍵盤和PC機進行重新設計,從而產生與眾不同的指令系統。系統的數據線、地址線、控制線均在總線插孔區引出,并設計了40 芯鎖進插座,供用戶進行RAM、8251、8255、8253、8259等接口器件的擴展實驗。系統提供的兩種控制器之一的組合邏輯控制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。對于不熟悉EDA 語言的用戶,可利用COP2000調試環境中的圖形表格組合自動產生EDA語言,然后在CPLD 工具下載入大規模邏輯器件中,對于熟悉EDA 的語言的用戶,則還可直接利用ABEL或VHDL進行重新設計。其開放程度非一般設備所及。
開放式設計的特點還在于,用戶可以設計自己的指令/微指令系統。系統中已帶有兩套指令/微程序系統,用戶可參照來設計新的指令/微程序系統。

支持中斷實驗

采用最底層的器件設計而非有些產品所采用的集成器件8259,從而讓學生可以從微程序層面上學習中斷請求、中斷響應、中斷處理、中斷入口地址的產生、中斷服務程序及中斷返回(RETI)整個過程。專家指出:“中斷”是單片機、微機、DSP 等學科中不可或缺的功能,故應在計算機原組成原理這門基礎學科 中對其進行充分的學習和實驗。
兩種控制器方式

系統提供兩種控制器方式,即微程序控制器和組合邏輯控制器。在微程序控制器中,系統能提供在線編程,實時修改程序,顯示程序并調試進行的操作環境。組合邏輯控制器,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。對于不熟悉EDA語言的用戶,可利用COP2000調試環境中的圖形表格組合自動產生EDA語言,然后在CPLD工具下載入大規模邏輯器件中,對于熟悉EDA的語言的用戶,則還可直接利用ABEL 或VHDL 進行重新設計。其開放程序非一般設備所及。微程序控制器和組合邏輯控制器兩種類型都有流水和非流水兩種方案。

三種工作方式

1、手動方式——不連PC機,通過COP2000 實驗儀的鍵盤輸入程序、微程序,用LCD及各部件的8個狀態LED,兩個方向LED觀察運行狀態和結果,手動進行實驗;
2、聯機方式——連PC機,通過WINDOWS調試環境及圖形方式進行更為直觀的實驗。在WINDOWS調試環境中提供了功能強大的邏輯分析和跟蹤功能,既可以以波形的方式顯示各邏輯關系,也可在跟蹤器中,觀察到當前狀態的說明及提示;
3、模擬方式——不需實驗儀,僅需計算機即可進行實驗。

強大自檢功能

系統設計強有力的自檢功能,能自動檢測各部件的工作正確與否,并可定位、提示存在問題的部分,并在LCD上精確提示。
適當的集成度

計算機組成原理如何解決集成度的問題是各廠家所深感矛盾的難題。偉福公司利用“軟件硬化,硬件軟化”技術對其進行了適度的分配:運算器、組合邏輯控制器利用大規模可編程邏輯器件實現,其它部件則采用通過邏輯器件實現。這就既可讓一般學生利用現有的邏輯知識去認識計算機原理,也可讓熟練的學生進行更高層次的開發實踐。
完善的保護措施

隨機提供了高性能的開關穩壓電源,系統中多次采用了抗短路,防過流的設計方法,使其具備良好的穩定性。深入考慮了學生實驗的一般特點。
精湛的設計制造技術

1. 采用大規模集成電路設計,電路簡捷可靠
2. 板面布局、布線規矩工整,培養學生良好的設計習慣
3. 采用專用鍍金插座,絕無氧化銹蝕的后顧之憂
4. 采用專利自鎖插頭,接插方便可靠,排除接觸不良故障
完善的尋址方式

  累加器尋址:如CPL A 寄存器尋址:如MOV A,R0
  寄存器間接尋址:如MOV A,@R0 立即數尋址:如MOV A,#12H
  存儲器尋址:如MOV 34H,A  




萬用匯編器

用戶可以自定義指令/微指令系統,COP2000 軟件可以對用戶自己定義的匯編助記符進行編譯,自動生成代碼/微代碼。實驗系統出廠時提供了完善的指令系統:

  算術運算:ADD、ADDC、SUB、SUBC 邏輯運算:AND、OR、CPL
  賦值運算:MOV 轉移指令:JMP、JC、JZ
  調子程序:CALL、RET 中斷指令:INT、RETI
  端口輸入輸出:IN、OUT 外部設備輸入輸出:READ、WRITE

其中的輸入輸出指令:IN、OUT,模仿CPU 的端口的輸入輸出,外部設備輸入輸出指令:READ、WRITE,可用來訪問外設,這兩條指令有否直接決定其能否進行接口器件的實驗。若沒有則表明其無法進行完整模型機實驗。很多實驗機還不支持子程序調用、返回指令CALL、RET。我們知道在調用子程序時涉及到壓棧、退棧的概念,這在COP2000 實驗儀中可從微程序層面上十分形象的觀察整個執行過程。
多媒體教學

憑借偉福在軟件設計上的精湛技術,COP2000 計算機組成原理所配備的PC 機WINDOWS 調試軟件不僅能進行編輯、編譯,并向系統裝載實驗程序,還提供了單步、斷點、實時運行的調試手段,同時,還提供了實驗各部件的結構圖、時序圖、電路原理圖。結構圖中實時反映程序執行過程中的數據流向及相關的部件;原理圖中再現了各部件的詳細的組成原理;時序圖中則實時反映當前的邏輯關系。所有這些均可通過投影儀可把當前的信息、狀態和對應關系進行多媒體教學實踐。
強大的模擬調試功能

“模擬調試”是指無硬件的情況下,只利用計算機即可進行編輯、編譯、改錯、調試。 計算機組成原理是一門實踐性很強的學科,長期以來學時的緊缺成為該科目的主要矛盾。學校即使能做到“人手一機”,也不可能讓學生把實驗設備帶出實驗室,也不可能二十四小時開放。“模擬調試”為讓實驗室向學生寢室、實驗課時向業余時間延伸提供了條件,同時也確保了實驗室的有效管理,因為“模擬調試”只需給學生一張光盤既可,并可任意復制。這已成為很多學校采用的實驗方式。
邏輯分析儀

對于教師而言,不難體會要講清時序關系是不容易的。而學生理解并利用時序關系則難上加難。而由于現代集成技術的迅猛發展,在實際工作中需要更多的利用邏輯分析工具進行時序分析。偉福COP2000 計算機組成原理與系統結構教學實驗系統具備高性能邏輯分析功能,老師可通過電化教學設備向學生現場展示指令與時序的關系,可讓學生在實驗時直觀地觀測到指令與時序的關系,可有效的提高教學效果。
模型機結構圖

完全模擬了模型機結構框圖,能實時反應程序執行過程中各單元狀態變化,總線的數據流向。點擊各模塊即彈出電路原理圖。
微程序及跟蹤器

跟蹤器可以跟蹤程序的執行過程,包括:助記符號、狀態、微地址、微程序、數據輸出、數據輸入、地址輸出、運算器、移位控制、uPC、PC。
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二、實驗系統組成
 
COP2000計算機組成原理實驗系統由實驗平臺開關電源軟件三大部分組成。
實驗平臺上有寄存器組R0-R3、運算單元、累加器A、暫存器B、直通/左移/右移單元、地址寄存器、程序計數器、堆棧、中斷源、輸入/輸出單元、存儲器單元、微地址寄存器、指令寄存器、微程序控制器、組合邏輯控制器、擴展座、總線插孔區、微動開關/指示燈、
邏輯筆、脈沖源、20個按鍵、字符式LCD、RS232口。
 
三、實驗內容
 
1.寄存器實驗
(1) A、W寄存器實驗
(2) R0、R1、R2、R3 寄存器實驗
(3) MAR 地址寄存器、ST 堆棧寄存器、OUT 輸出寄存器實驗
2.運算器實驗
3.數據輸出實驗/移位門實驗
(1) 數據輸出實驗
(2) 移位實驗
4.uPC 實驗
(1) uPC加1 實驗
(2) uPC打入實驗
5.PC 實驗
(1) PC加1 實驗
(2) PC打入實驗
6.存儲器EM 實驗
(1) PC/MAR輸出地址選擇.
(2) 存儲器EM 寫實驗
(3) 存儲器EM 讀實驗
(4) 存儲器打入IR 指令寄存器/uPC 實驗
(5) 使用實驗儀小鍵盤輸入EM
7.微程序存儲器uM 實驗
(1) 微程序存儲器uM 讀出實驗
(2) 微程序存儲器uM 實驗
8.中斷實驗
9.模型機控制器實驗
(1) 數據傳送實驗/輸入輸出實驗
(2) 數據運算實驗(加/減/與/或)
(3) 移位/取反實驗
(4) 轉移實驗
(5) 調用實驗
(6) 中斷實驗
(7) 指令流水實驗
10.輸入/輸出系統設計實驗
(1) 用8255 擴展I/O 端口實驗
(2) 用8253 擴展定時器實驗uPC打入實驗
 
 
 
 
 

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