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計算機組成原理

Dais-CMX08+準十六位計算機組成原理與系統結構

更新時間:2015-02-15 13:56:40點擊次數:3220次
相關介紹

系統概述
  Dais-CMX系列現代計算機組成原理與系統結構是以廣受贊譽的經典產品Dais-CMH+為基礎研制的第三代面向教學實踐領域的計算機應用類實驗系統。以系統結構與原理組成為基礎,綜合接口應用,渉及CPLD器件的邏輯設計,知識面寬、適用范圍廣泛。
  Dais-CMX系列具有字長16位的CMX16+十六位體系結構和字長為8位的CMX08+準十六位體系結構。

體系結構
  Dais-CMX系列可以參照現代計算機的標準設計原理計算機結構,把模型機的構造特性提升到與IBM PC相兼容的水準,因此在該系統上,面向匯編語言和C語言的微操作由理想變成現實。達愛思原理計算機對于“定長指令”僅從指令格式分類的角度舉例驗證,動態的體系結構徹底擺脫了非標準實驗環境困繞,徹底擺脫特定虛構的不規范指令系統!

微控制器
  Dais-CMX系列運用“PLA”理念,用存儲器邏輯與組合邏輯相結合的方法構造微控制器,根據程序需要自動變更當前控制邏輯,對于使用頻率高的簡單指令以及很有用又不復雜的指令選擇組合邏輯,遇到復雜的需擴充的指令選擇存儲器邏輯,從而實現動態計算機體系結構。

系統部件
  Dais-CMX16+十六位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16位寄存器、16位運算器、16位累加器、16位暫存器、16位地址寄存器、16位程序計數器、16位輸入/輸出單元、16位存儲器單元、16位指令寄存器、16位堆棧、中斷源、微地址寄存器、微程序控制器、組合邏輯控制器、微動開關/指示燈、邏輯筆、脈沖源、24個按鍵、字符式LCD、USB通信口、RS232通信口及其實驗擴展區。

指令格式
  Dais-CMX系列的指令格式,采用“變長指令字”結構,不同指令操作碼不完全相同,操作碼的位數不固定,結構靈活,指令碼的冗余少,能充分利用指令的毎一位,兩個系統均可指定256種操作,即***多可以包含256條指令,具有“達愛思通用匯編器”,既可打造屬于您自己的個性化指令系統,亦可設計成與十六位、八位微處理器100%一致的標準指令系統,為原理計算機的標準化設計奠定了堅實的基礎。

后續微址
  Dais-CMX系列微程序控制器采用“后續微地址隱含技術(BAF)”,采用斷定法,由轉移控制段BCF(2位)規定后續微地址形成方式,支持順序執行(uPC+1)、進位位轉移、零標志轉移、無條件轉移、在取指周期以操作碼形成后續微地址。

總線結構
  Dais-CMX系列采用三總線結構,分別是數據總線(DBUS)、指令總線(IBUS)和微總線(uBUS),這種三者分離并行的總線結構,可在當前指令結束后的******微周期進入下一條指令的獲取。

系統性能與特點
  結構清晰、實時監視:各單元部件都以16位計算機的結構模型布局,各寄存器、部件均有LED數碼管顯示其16位值,兩個數據流向指示燈,以***直觀、清晰的方式重現16位計算機的組成結構,并可構造出不同結構及復雜程度的16位原理性計算機。
  開放式設計:實驗系統的軟硬件具有完全的開放特性,運算器、控制器及微程序指定的格式及定義允許用戶進行修改和重新設計。實驗系統的16位運算器采用了EDA技術設計,出廠時已提供一套能進行加、減、與、或、帶進位加、帶進位減、取反、直通八種運算方式的方案,用戶可自行重新設計并通過JTAG 口下載??刂破魑⒅噶罡袷郊岸x可重新設計。16位數據線、16位地址線、控制信號均已引出,40 芯鎖進插座幫助進行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EDA工具重新設計。開放程度非一般設備所及。
  支持中斷實驗:采用***底層的器件設計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:系統提供微程序控制器和組合邏輯控制器兩種方式。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EDA工具進行自動化設計。
  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狀況,并可定位、提示存在問題的部件。
  適當的集成度:達愛思16位計算機組成原理利用“軟件硬化,硬件軟化”技術對其進行了適度的分配:16位運算器、組合邏輯控制器利用大規??删幊踢壿嬈骷崿F,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。
  模型機結構圖:完全模擬了16位模型機結構框圖,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。點擊各模塊即彈出其電路原理圖。
  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。
  手動方式:不連PC機,通過CMX16+實驗儀的鍵盤輸入程序、微程序,用LCD及各部件的16位LED數碼管,兩個方向LED觀察運行狀態和結果,手動進行實驗;
  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;
  模擬方式:不需實驗儀,僅需計算機即可進行實驗。

實驗課題
 十六位寄存器實驗
        AX、BX、CX(RX0)、DX(RX2)寄存器實驗
        MAR地址寄存器實驗
        ST堆棧寄存器實驗
        I/O輸入輸出寄存器實驗
 十六位運算器實驗
  算術運算
  邏輯運算  
 十六位數據I/O實驗/移位門實驗
        數據輸入輸出實驗
        移位實驗 
 uPC 實驗(加1與打入實驗)
 PC 實驗(加1與打入實驗)
 十六位存儲器EM 實驗
        十六位PC/MAR輸出地址選擇
        十六位EM讀、寫實驗
        十六位存儲器打入IR/uPC實驗
 微程序存儲器uM 實驗(讀寫)
 中斷實驗
 十六位模型機控制器實驗

產品圖片

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