而計算機專業(yè)學(xué)生將處于不利地位。競爭世界，特色乃生存根本！目前計算機專業(yè)課程設(shè)置和實驗內(nèi)容殛需改革！

◇ 規(guī)范而完整的配套教材。配套教材：《現(xiàn)代計算機組成原理》“十一五”國ji*規(guī)劃教材”,國ji*精品教材（說明國ji*精品教材評審專家對于該教材中的教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、實驗內(nèi)容和實驗?zāi)Ｊ降恼J(rèn)可與*），含教材配套教學(xué)課件和實驗課件，示例豐富，多數(shù)基于SOC片上系統(tǒng)設(shè)計理念。

  該教材也在一定程度上解決了國內(nèi)本科計算機專業(yè)教學(xué)中普遍存在并亟待解決的弊端：只學(xué)軟件設(shè)計不學(xué)硬件設(shè)計、只學(xué)軟件計算機語言不學(xué)硬件計算機語言、只學(xué)使用計算機而不學(xué)設(shè)計計算機。

◇ 滿足現(xiàn)代計算機工程的必要條件。無論是傳統(tǒng)8位驗證性模型計算機設(shè)計，還是自主CPU設(shè)計，乃至32位嵌入系統(tǒng)設(shè)計，都能由單一FPGA實現(xiàn)，這與現(xiàn)代SOC片上系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)相吻合。

◇ 實驗內(nèi)容面向工程實際。這使學(xué)生不僅僅了解計算機的工作原理，更能自主設(shè)計，培養(yǎng)人才市場急需的自主創(chuàng)新型人才。

◇ 能完成計算機體系結(jié)構(gòu)相關(guān)實驗。除能完成基于EDA的計算機組成實驗外，還能完成計算機體系結(jié)構(gòu)課程相關(guān)的實驗。

◇ 提供實現(xiàn)滿足工程實際的IP核。如MAMTOR公司的8086/8088  8255 IP核,8051/8052核，ALTERA的32位NiosII核等，以現(xiàn)代全新的技術(shù)和方式完成實驗與設(shè)計。

◇ 能完成現(xiàn)代計算機組成原理課的前期課程及實驗。即包括實現(xiàn)硬件描述語言HDL教學(xué)實驗的全部內(nèi)容。

◇ 將畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容與工程需求同就業(yè)需求相結(jié)合。使學(xué)生能與現(xiàn)代電子工程技術(shù)0接觸，為畢業(yè)設(shè)計學(xué)生提供面向工程實際，自主設(shè)計和創(chuàng)新開拓的題目，使求zhi者擁有更雄厚的就業(yè)資本，使學(xué)生一跨出校門就擁有社會急需的競爭力

系統(tǒng)配置:

• ★  下載模塊：

  ◆USB-Blaster JTAG編程下載器;

  ◆ByteBlasterMV編程下載器,能對不同公司的FPGA/CPLD和51單片機在線編程;

  ★   電源模塊：

  ◆內(nèi)置電源，含標(biāo)準(zhǔn)+/-12V、5V、3.3V、2.5V，1.5V混合工作電壓功率輸出電路模塊；

  ◆過載保護(hù)開關(guān)電源；

  ★  顯示、接口模塊：

  ◆LED、數(shù)碼管、揚聲器；

  ◆10鍵，可輸入高達(dá)32位二進(jìn)制數(shù)；

  ◆含12個可重配置實驗電平開關(guān)；2個其他用途鍵；

  ◆含掃描的智能譯碼電路模塊，直通非譯碼、BCD譯碼、16進(jìn)制譯碼；

  ◆7寸800X480數(shù)字TFT彩色液晶屏；

  ◆20X4字符液晶,4*4矩陣鍵盤；

  ◆步進(jìn)電機，能進(jìn)行步進(jìn)細(xì)分控制實驗；

  ◆直流電機，含閉環(huán)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)，光電脈沖計數(shù)，提供光電脈沖硬件消抖動設(shè)計；

  ◆數(shù)字溫度測控模塊；

  ◆完成圖象或文字顯示功能的VGA接口；

  ◆標(biāo)準(zhǔn)PS/2鼠標(biāo)接口和PS/2鍵盤接口各1個；

  ◆RS232串行接口（有演示實例可證實此功能）；

  ◆CPLD3032接口模塊；

  ★     數(shù)模器件及存儲器模塊

  ◆含A/D和D/A器件及其接口；

  ◆含D/A與LM311構(gòu)成的FPGA可控A/D設(shè)計項目模塊；

  ◆供DDS函數(shù)發(fā)生器用的幅度、偏移調(diào)諧模塊；

  ◆含有源濾波電路，供波形發(fā)生器的設(shè)計之用；

  ★ 擴展模塊：

  ◆兼容模擬EDA器件含ispPAC器件適配板；

  ◆可增加DDS函數(shù)發(fā)生器接口；

  ◆外擴展IO口模塊；

  ◆CPLD/FPGA*接口模塊；

  ★ 時鐘源模塊：

  ◆含4組20MHz至1Hz標(biāo)準(zhǔn)頻率寬頻信號源；

  ★ 其它附件：

  ◆電源線、UART通信電纜、在系統(tǒng)下載電纜、擴展口連接線。

  適配板型號GW3C40A：                              

  ★ 硬件資源：

  ◆  FPGA EP3C40Q240，約200萬門規(guī)模；約4萬邏輯宏單元；120萬RAM bit，是FLEX 10K10的2016倍；22對LVDS差分通道；252個9X9bit嵌入式硬件數(shù)字乘法器；4個鎖相環(huán)，可分/倍頻范圍：2kHz-1300MHz；8個差分時鐘通道。

   

  ◆用于FPGA掉電保護(hù)配置器件16M Flash，10萬次重復(fù)編程次數(shù)，且可兼作軟核嵌入式系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲器；

  ★ 接口資源：

  ◆JTAG、AS下載口；

  ◆USB接口；

  ◆PS/2鍵盤、鼠標(biāo)接口一個；

  ◆8色VGA口一個；

  ◆以太網(wǎng)口；

  ◆EPM3032A CPLD；

  ◆RS232串口1個；

  ◆SD卡接口，可接1-2GB Flash；

  ◆20MHz時鐘源（可倍頻到300MHz）1個；

  ◆語音采樣口；

  ◆立體聲輸出口；

  ◆MIC模擬輸入口；

  ◆高速時鐘口一個；

  ◆IO擴展口

  ◆字符、點陣液晶接口；

  ◆揚聲器一個。

  ◆超高速雙通道DAC及ADC板接口；

  適配板型號GW_ADDA：                               

  ★ 硬件資源：

  ◆180MHz轉(zhuǎn)換時鐘率雙路超高速10位DAC

  ◆50MHz單通道超高速8位ADC;

  ◆300MHz超高速單運放2個;

  ◆時鐘輸入口；

  DDS函數(shù)發(fā)生器型號KX-DDSM：                              

  ★ 功能說明：

  此模塊可配置與本公司EDA/SOPC主系統(tǒng)相配，具體功能請參照*節(jié)

  ★ 硬件資源：

  ◆180MHz轉(zhuǎn)換時鐘率單路路超高速10位DAC

  ◆300MHz超高速單運放1個;

  ◆Cyclone FPGA 1C3Q144，12萬門

  ◆掉電保護(hù)配置器件1M Flash

  ◆isp單片機8253；

  ★ 功能說明：

        DL07-GW48-PK2/4系統(tǒng)配套的全數(shù)字型DDS函數(shù)信號發(fā)生器模塊含F(xiàn)PGA、單片機、超高速DAC、高速運放等。既可用作全數(shù)字型DDS函數(shù)信號發(fā)生器，同時也可作為EDA/DSP系統(tǒng)及專業(yè)級DDS函數(shù)信號發(fā)生器設(shè)計開發(fā)平臺。作為DDS函數(shù)發(fā)生器的功能主要包括：等精度頻率計，全程掃頻信號源（掃速、步進(jìn)頻寬、掃描方式等可數(shù)控），移相信號發(fā)生，里薩如圖信號發(fā)生，方波/三角波/鋸齒波和任意波形發(fā)生器，以及AM、PM、FM、FSK、ASK、FPK等各類調(diào)制信號發(fā)生器。

  GW48-PK2/4系統(tǒng)上可配有一個功能強大的DDS函數(shù)信號發(fā)生器。此信號發(fā)生器的主模塊，請瀏覽光盤里PPT“實驗系統(tǒng)說明“，PK4插于平臺的左上方圖2：35，PK2可插左上方或有。它必須結(jié)合插座45上插的20字X4行字符型液晶和插座47上插的4X4鍵盤，聯(lián)合使用，這是實驗的輔助測試和信號系統(tǒng)。由于此系統(tǒng)設(shè)計的操作較多，功能也較豐富。

      可重構(gòu)DDS函數(shù)信號發(fā)生器使用了有別于傳統(tǒng)模擬信號發(fā)生器和普通DDS函數(shù)信號發(fā)生器的更新?lián)Q代理念。盡管普通DDS函數(shù)信號發(fā)生器同樣采用了數(shù)字頻率直接合成技術(shù)，有許多模擬信號發(fā)生器*的優(yōu)點：頻率精度高、無量程限制、信號過度時間極短、波形精度高、不同方式和全程掃描特性好、調(diào)整功能強、全數(shù)字化控制、穩(wěn)定可靠等等，但由于采用DDS器件，缺乏靈活性，功能受限于芯片的即定功能，不僅無法適應(yīng)用戶許多特定功能的要求，就是不少功能也無法實現(xiàn)，從而在不少應(yīng)用場合使用戶面對許多尷尬局面。這是因為任何一臺功能強大的DDS信號發(fā)生器都不可能總是滿足用戶，特別是通信系統(tǒng)或一些電子系統(tǒng)設(shè)計領(lǐng)域的用戶的需求，如一些特定編碼方式或調(diào)制方式的信號發(fā)生功能和解調(diào)功能等。

        可重構(gòu)DDS函數(shù)信號發(fā)生器基于EDA/SOPC設(shè)計技術(shù)及數(shù)控制振蕩器NCO/DDS、AM純數(shù)字發(fā)生器（注意，目前絕大多數(shù)DDS信號發(fā)生器的AM信號是靠模數(shù)結(jié)合，如使用模擬乘法器等方式生成的，因此在數(shù)字通信中沒有實用價值）、數(shù)字鎖相環(huán)等IP核，是EDA/SOPC技術(shù)高度發(fā)展的產(chǎn)物，它*解決了普通DDS信號發(fā)生器的傳統(tǒng)缺陷，而且整體功能和性能都有了質(zhì)的飛躍。

  1、作為普通函數(shù)信號發(fā)生器，從技術(shù)的*性、功能的完備性、使用的便利性及性能指標(biāo)的*方面看，此系統(tǒng)無論作為普通信號發(fā)生器，還是高檔函數(shù)信號發(fā)生器，都可謂當(dāng)之無愧。

  2、作為應(yīng)用電路模塊的開發(fā)系統(tǒng)。由于該系統(tǒng)是基于EDA技術(shù)和大規(guī)模高速FPGA，具有良好的重構(gòu)功能，以及端口完善的驅(qū)動與保護(hù)特性，*大量的硬件模型和實用系統(tǒng)（特別是通信領(lǐng)域中的各類功能模塊）可以借助該系統(tǒng)，以及QuartusII、硬件描述語言等迅速開發(fā)出來。

  3、作為大學(xué)生電子設(shè)計競賽的實驗系統(tǒng)和開發(fā)系統(tǒng)。由于該系統(tǒng)中的許多功能都曾出現(xiàn)在歷屆大學(xué)生電子設(shè)計競賽的賽題中，且該系統(tǒng)的性能指標(biāo)都超越了相關(guān)賽題中發(fā)揮部分要求的技術(shù)指標(biāo)，而實現(xiàn)方法又十分類似（技術(shù)類型和軟硬件方面），所以無論作為培訓(xùn)工具還是實戰(zhàn)開發(fā)系統(tǒng)，都可以幫助競賽者高效對付許多類型的賽題。因此，該系統(tǒng)同樣可作為畢業(yè)設(shè)計、學(xué)位論文、課余科技活動高效有力的開發(fā)工具。

  4、作為自主創(chuàng)新型實驗開發(fā)系統(tǒng)。創(chuàng)新就是原創(chuàng)，就是*，在電子領(lǐng)域就是設(shè)計出全新而又性能優(yōu)良適用面寬闊的系統(tǒng)或功能模塊。創(chuàng)新是需要適當(dāng)平臺（可行性環(huán)境）的，幾個74系列器件構(gòu)成的平臺，顯然不如單片機系統(tǒng)，而單片機系統(tǒng)又不及嵌入式系統(tǒng)，但嵌入式系統(tǒng)在自主設(shè)計方面又不及SOPC/EDA技術(shù)。因為嵌入式系統(tǒng)中幾乎所有硬件模塊，從CPU到各種接口功能模塊都是現(xiàn)成的，*主要工作是在軟件方面，雖說可以在此平臺上有許多創(chuàng)新之作，但重要的自主知識產(chǎn)權(quán)卻無法擁有，因為硬件的產(chǎn)權(quán)是屬于別人的。    顯然，創(chuàng)新不等于自主，只有創(chuàng)新而沒有自主，則很可能失去創(chuàng)新的價值和意義，從本質(zhì)上看，便不能屬于真正的創(chuàng)新。而EDA/SOPC技術(shù)則解決了硬件設(shè)計、軟件設(shè)計和綜合設(shè)計的根本問題，從而也解決了創(chuàng)新和自主這一對矛盾，不言而喻，基于EDA技術(shù)的平臺將為設(shè)計者提供了大可能的自主創(chuàng)新的平臺。

  功能模塊和信號通道：

  （1）A通道。這里DDS函數(shù)信號發(fā)生器模擬信號輸出通道的A通道（此信號發(fā)生器可以輸出雙通道模擬信號），如正弦波信號等，幅度大+/-10V，可通過電位器調(diào)諧。

  （2）TTL信號輸出。此是DDS函數(shù)信號發(fā)生器的TTL信號輸出口。

  （3）B通道。這里DDS函數(shù)信號發(fā)生器模擬信號輸出通道的B通道之信號口。如果需要得到B通道的模擬信號輸出，必須將此B通道口線, , 與某一DAC的輸入接口，然后得到輸出信號。

  （4）信號測試輸入口。即“TTL輸入”口?？梢酝ㄟ^DDS函數(shù)信號發(fā)生器測試此口輸入信號的頻率、脈寬、占空比等。數(shù)字調(diào)制信號和掃頻信號外部控制時鐘也可通過此口進(jìn)入。

•     ◇ 資料：詳盡的光盤資料，包括配套教學(xué)課件與實驗指導(dǎo)的課件，實驗示例等。（配套教材《現(xiàn)代計算機組成原理》）。

• 注1、特別要注意一般實驗系統(tǒng)中驗證性實驗及設(shè)計性實驗的比例，且設(shè)計性實驗的實現(xiàn)與現(xiàn)代電子技術(shù)的相關(guān)度。有的計算機組成實驗系統(tǒng)雖也含有FPGA，但其給出的實驗并不能將整個CPU、計算機模塊，或嵌入式系統(tǒng)等裝進(jìn)單一FPGA中，無法形成SOC，故仍屬傳統(tǒng)驗證性組成原理實驗設(shè)備。

• 注2、現(xiàn)代計算機組成原理實驗室建立，康芯負(fù)責(zé)全部培訓(xùn)：包括EDA基礎(chǔ)、VHDL、QuartusII應(yīng)用，SOPC、計算機模塊/CPU設(shè)計，IP核應(yīng)用等。

•  

  ★ 五大類實驗項目

  一、計算機組成原理與計算機體系結(jié)構(gòu)類：

  ◇ 算術(shù)運算器、ROM、單雙口RAM、FIFO、FPGA外部RAM/Flash存儲器實驗；

  ◇ 微控制器時序電路、乘法累加器設(shè)計、程序計數(shù)器與地址寄存器；

  ◇ 微控制器設(shè)計、總線控制器、鎖相環(huán)應(yīng)用、嵌入式邏輯分析儀應(yīng)用等；

  ◇ 8位微程序控制的模型計算機的設(shè)計與實現(xiàn)。包括CPU設(shè)計，硬件指令設(shè)計，軟硬件聯(lián)合開發(fā)等；

  ◇ 基于FPGA的片上系統(tǒng)（SOC）的MCS-51單片機IP核實驗與設(shè)計

  ◇ 基于狀態(tài)機的完整16位CPU設(shè)計。包括CPU設(shè)計，硬件指令設(shè)計，軟硬件聯(lián)合開發(fā)，SOC實現(xiàn)等；

  ◇ 基于流水線構(gòu)架的16位RISC CPU設(shè)計及計算機體系結(jié)構(gòu)相關(guān)實驗, ；

  ◇ 基于FPGA的片上系統(tǒng)32位軟核嵌入式系統(tǒng)軟硬件設(shè)計；

  ◇ 計算機系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計與實驗。

  二、硬件描述語言HDL與EDA技術(shù)類實驗和設(shè)計。如移位相加硬件乘法器設(shè)計、用流水線技術(shù)設(shè)計高速數(shù)字相關(guān)器、線性反饋移位寄存器設(shè)計、VGA圖像顯示控制器設(shè)計、直接數(shù)字式頻率合成器設(shè)計等實驗。

  三、基于單片F(xiàn)PGA的8086/8088 CPU核，8253/8254 IP核（定時器）；8250 IP核（UART串行通信）；8237 IP核（DMA控制器）；8259 IP核（可編程中斷控制器），鎖相環(huán)核等經(jīng)典IBM計算機系統(tǒng)設(shè)計。由于8086/8088核的全兼容性，傳統(tǒng)微機原理及微機接口實驗中的C和8086匯編程序都能直接由該核運行，完成基于EDA技術(shù)的微機原理及微機接口方面的部分實驗。

  四、全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽培訓(xùn)及開發(fā)。能承擔(dān)大學(xué)生電子設(shè)計競賽中許多設(shè)計題目的培訓(xùn)任務(wù)，進(jìn)一步強化計算機學(xué)生基于現(xiàn)代電子技術(shù)的硬件系統(tǒng)設(shè)計能力。               

  五、基于MATLAB和DSP Builder的全硬件高速DSP系統(tǒng)實驗和設(shè)計（需要增配多通道超高速ADC/DAC適配板）。

  ★ 實驗調(diào)試途徑：

  ◇ 時序仿真和功能仿真：基于Quartus II，可完成軟硬件聯(lián)合調(diào)試的Timing /Functional Simulation，延時精度小于1ns。這是傳統(tǒng)實驗?zāi)Ｊ剿?的。該仿真工具將使學(xué)生更加深入地理解計算機的工作時序。

  ◇ 嵌入式邏輯分析儀測試：基于Quartus II，可使用嵌入式邏輯分析儀SignalTapII對CPU內(nèi)部的任何信號節(jié)點和總線數(shù)據(jù)進(jìn)行實時測試和觀察(圖13-46)，號通過實驗系統(tǒng)配置的USB-Blaster送到PC機屏幕觀察。也可軟硬件同步觀察。

  ◇ 在系統(tǒng)RAM/ROM測試：基于QuartusII，使用In-System Memory Content Editor對FPGA中CPU的ROM/RAM下載程序代碼，并實時觀察CPU運行過程中數(shù)據(jù)RAM中的內(nèi)容變化，并實時編輯。這是調(diào)試CPU工作軟件的一種有效方法。

  ◇ 利用實驗系統(tǒng)上的（黑白或彩色）液晶屏、數(shù)碼管、發(fā)光管和各類信號源等進(jìn)行調(diào)試和觀察。

  ★ 傳統(tǒng)/現(xiàn)代計算機組成原理實驗系統(tǒng)性能特點比較

   

  結(jié)構(gòu)與功能特點	傳統(tǒng)計算機組成原理實驗系統(tǒng)	現(xiàn)代計算機組成原理實驗系統(tǒng)
  ◆實驗特點	本身僅為驗證性模型，與真實的計算機設(shè)計無關(guān)，更無法完成創(chuàng)新型實驗	真實反映現(xiàn)代計算機設(shè)計工程實現(xiàn)原理、測試方法和設(shè)計技術(shù)，容易完成自主實用型設(shè)計實驗
  ◆結(jié)構(gòu)特點	由規(guī)模不等的離散集成電路塊（也包括部分孤立的CPLD/FPGA）等器件構(gòu)成CPU模型。	整個CPU，甚至嵌入式系統(tǒng)核，RAM、ROM，各類通信接口，DMA，中斷控制器、算法加速器等都可在單片F(xiàn)PGA中實現(xiàn)。
  ◆CPU指令與微指令存儲與形成方式	通過外部ROM或EEPROM構(gòu)成，指令的數(shù)量和微指令的寬度受到限制，難以擴展，CPU模型結(jié)構(gòu)被限制。且非真實CPU結(jié)構(gòu)形式。	<p class="MsoNormal" blank"="" style="margin: 0px; padding: 0px; font-size: 21.3333px;">