COP2000计算机组成原理实验系统.pdf

第一章 性能特点 COP2000 计算机组成原理实验系统主要是为配合讲授与学习《计算机组成原理》课程而 研制的。与其它产品相比，具有以下特点： 1.1 硬件先进特点 1. 实时监视器 各单元部件都以计算机结构模型布局，清晰明了，各寄存器、部件均有 8 位数据指示灯 显示其二进制值， 两个 8 段码 LED 显示其十六进制值， 清楚明了， 两个数据流方向指示灯， 以直观反映当前数据值及该数据从何处输出， 而又是被何单元接收的。 这是该产品独创的 “实 时监视器” ,使得系统在实验时即使不借助 PC 机，也可实时监控数据流状态及正确与否，彻 底改变了其它实验设备为监控状态必须加入读操作的不真实实验方法，使得学生十分容易认 识和理解计算机组成结构。实验系统各部件可以通过 J1、J2、J3 座之间不同的连线组合，可 进行各部件独立的实验，也可进行各部件组合实验，再通过与控制线的组合，就可构造出不 同结构及复杂程度的原理性计算机。 2. 开放式设计 实验系统的软硬件对用户的实验设计具有完全的开放特性。与众不同的是： COP2000 各 实验模块的数据线、地址线与系统之间的挂接是通过三态门，而不是其它实验设备所采用的 扁平连线方法，而数据线、地址线是否要与系统连通，则由用户连线控制，这样，就真实的 再现了计算机工作步骤。需要强调指出的是：用“连线跨接”并不能说明其开放特性，而所 谓的开放性应指的是运算器、控制器及微程序指定的格式及定义能否进行修改和重新设计。 COP2000 系统的运算器采用了代表现代科技的 EDA 技术设计，随机出厂时，已提供一套已 装载的方案，能进行加、减、与、或、带进位加、带进位减、取反、直通八种运算方式，若 用户不满意该套方案，也可自行重新设计并通过 JTAG 口下载。控制器微指定格式及定义可 通过键盘和 PC 机进行重新设计，从而产生与众不同的指令系统。 系统的数据线、 地址线、 控制线均在总线插孔区引出， 并设计了 40 芯锁进插座， 供用户 进行 RAM 、8251 、8255 、8253 、8259 等接口器件的扩展实验。 系统提供的两种控制器之一的组合逻辑控制器已下载有一套完整的实验方案，用户也可 使用 CPLD 工具在 PC 机上进行自动化设计。 对于不熟悉 EDA 语言的用户， 可利用 COP2000 调试环境中的图形表格组合自动产生 EDA 语言，然后在 CPLD 工具下载入大规模逻辑器件 中，对于熟悉 EDA 的语言的用户，则还可直接利用 ABEL 或 VHDL 进行重新设计。其开放 程度非一般设备所及。 开放式设计的特点还在于， 用户可以设计自己的指令 /微指令系统。 系统中已带三套指令 /微程序系统，用户可参照来设计新的指令 /微程序系统。 3. 万用汇编器 用户可以自定义指令 / 微指令系统， COP2000 软件可以对用户自己定义的汇编助记符进行 编译，自动生成代码 / 微代码。实验系统出厂时提供了完善的指令系统： 算术运算： ADD 、ADDC 、SUB 、SUBC 逻辑运算： AND 、OR 、CPL 赋值运算： MOV 转移指令： JMP 、JC 、JZ 调子程序： CALL 、RET 中断指令： INT 、RETI 端口输入输出： IN 、OUT 外部设备输入输出： READ 、WRITE 其中的输入输出指令： IN 、OUT ，模仿 CPU 的端口的输入输出，外部设备输入输出指 令： READ 、WRITE ，可用来访问外设，这两条指令有否直接决定其能否进行接口器件的实 验。若没有则表明其无法进行完整模型机实验。 很多实验机还不支持子