一、 簡(jiǎn)介：多用途計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)儀是一種采用大規(guī)模FPGA芯片實(shí)現(xiàn)的多功能計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)儀。它可用于以下實(shí)驗(yàn)：

一、 簡(jiǎn)介：

多用途計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)儀是一種采用大規(guī)模FPGA芯片實(shí)現(xiàn)的多功能計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)儀。它可用于以下實(shí)驗(yàn)：

1、 數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)

可實(shí)現(xiàn)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的各種數(shù)字邏輯電路實(shí)驗(yàn)。提供手動(dòng)到自動(dòng)兩種實(shí)驗(yàn)方式，前者可有24路開(kāi)關(guān)輸入、一路單脈沖輸出、五個(gè)不同頻率輸出、2路按鍵輸入和32路LED輸出。自動(dòng)方式的輸入來(lái)自主機(jī)（PC機(jī)），同時(shí)PC機(jī)可讀出并校驗(yàn)用戶(hù)實(shí)驗(yàn)的輸出。該方式可自動(dòng)測(cè)試用戶(hù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的正確性。

2、 計(jì)算機(jī)部件實(shí)驗(yàn)

它可用于進(jìn)行計(jì)算機(jī)運(yùn)算器、總線(xiàn)、中斷等各種部件的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)方式同1。

3、 微程序控制計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)

提供1K×32 的微程序存儲(chǔ)器、32 K×8/16 RAM、打印機(jī)、鍵盤(pán)等，可進(jìn)行8位或16位微程序控制計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)。

4、 硬接線(xiàn)控制計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)

提供32K×8/16 RAM、打印機(jī)、鍵盤(pán)等，可進(jìn)行8位或16位計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)，也可完成計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的各種實(shí)驗(yàn)，如RISC芯片設(shè)計(jì)、中斷處理、流水線(xiàn)、快存等結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)。

二、 特點(diǎn)：

1、 采用15萬(wàn)門(mén)FPGA芯片，可使用VHDL語(yǔ)言進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì)，并裝入至實(shí)驗(yàn)儀的FPGA芯片中，進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)，包括數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)、復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、各種計(jì)算機(jī)部件實(shí)驗(yàn)、8/16位計(jì)算機(jī)組成實(shí)驗(yàn)。

2、 采用MOTOROLA單片機(jī)實(shí)現(xiàn)控制和通訊功能，配有主機(jī)軟件，可以完成以下功能：

①、實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)定義

②、實(shí)現(xiàn)源程序匯編功能

③、實(shí)現(xiàn)微程序輸入

④、實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)調(diào)試

⑤、數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)的自動(dòng)校驗(yàn)

3、 微程序控制計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)時(shí)具有如下功能：

①、外部地址總線(xiàn)為16位，數(shù)據(jù)總線(xiàn)可以是8位，也可以是16位。配有32K×8、32K×16或64K×8 RAM，并提供打印機(jī)和鍵盤(pán)兩種外部設(shè)備，可以多種方式使用這兩種外部設(shè)備。

②、微指令字長(zhǎng)32位，微程序存儲(chǔ)器容量為1K×32。其它微程序控制模塊由用戶(hù)設(shè)計(jì)，并集成于FPGA中。

③、具有單拍、斷點(diǎn)和連續(xù)運(yùn)行三種調(diào)試方式。在單拍方式，可顯示執(zhí)行時(shí)的地址總線(xiàn)、數(shù)據(jù)總線(xiàn)和控制總線(xiàn)的信息，并可以用戶(hù)定義的方式顯示實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)內(nèi)部的多達(dá)21×8路數(shù)據(jù)；在斷點(diǎn)運(yùn)行方式，可全速運(yùn)行至地址（斷點(diǎn)）停止，運(yùn)行時(shí)，可存放每拍時(shí)的地址總線(xiàn)、數(shù)據(jù)總線(xiàn)、控制總線(xiàn)、微程序地址、微指令碼和CPU內(nèi)部的21路數(shù)據(jù)（共 104 位），存放深度為256幀；在連續(xù)運(yùn)行方式，全速運(yùn)行用戶(hù)程序，可由主機(jī)隨時(shí)停止運(yùn)行，可在遇到采樣點(diǎn)時(shí)，開(kāi)始存放256幀運(yùn)行數(shù)據(jù)（每幀104位，同斷點(diǎn)運(yùn)行）。

④、斷點(diǎn)或采樣點(diǎn)為104位，可設(shè)置104位屏蔽位，用于在斷點(diǎn)運(yùn)行方式停止運(yùn)行或在連續(xù)運(yùn)行方式觸發(fā)數(shù)據(jù)采樣。

4、 硬接線(xiàn)控制計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)

①、同3①。

②、具有單拍、斷點(diǎn)和連續(xù)運(yùn)行三種調(diào)試方式。在單拍方式，可顯示執(zhí)行時(shí)的地址總線(xiàn)、數(shù)據(jù)總線(xiàn)和控制總線(xiàn)的信息，并可以用戶(hù)定義的方式顯示實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)內(nèi)部多達(dá)32 + 32×8 路數(shù)據(jù)（例如可為內(nèi)部通用寄存器、程序計(jì)數(shù)器、堆棧指針、指令寄存器的內(nèi)容）；在斷點(diǎn)運(yùn)行方式，可全速運(yùn)行至地址（斷點(diǎn)）停止，運(yùn)行時(shí)，自動(dòng)存放每拍時(shí)的地址總線(xiàn)、數(shù)據(jù)總線(xiàn)、控制總線(xiàn)、微程序地址、微指令碼和CPU內(nèi)部的64路數(shù)據(jù)（共104 位），存放深度為256；在連續(xù)運(yùn)行方式，全速運(yùn)行用戶(hù)程序，可由主機(jī)隨時(shí)停止運(yùn)行，可在遇到采樣點(diǎn)時(shí)，開(kāi)始存放256幀運(yùn)行數(shù)據(jù)（每幀104位，同斷點(diǎn)運(yùn)行）。

三、 用途

1、 用于數(shù)字邏輯和計(jì)算機(jī)部件實(shí)驗(yàn)課

2、 用于計(jì)算機(jī)組成實(shí)驗(yàn)課

3、 用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)課

4、 用于硬件實(shí)踐課程，進(jìn)行與CPU有關(guān)的各種系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

5、 用于集成電路設(shè)計(jì)公司在設(shè)計(jì)CPU時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證