国防《计算机组成原理》教学资料包 资源推荐 计算机组成原理DICE-CHM+ 实验指导书.doc

PAGE PAGE 1 实验指导 10.1实验系统介绍 计算机组成原理教学实验系统采用了Dais-CMH+ 箱，它采用内、外总线结构，按开放式的要求设计了各关联的单元实验电路，在实验电路构造方面，系统提供了多种手段，可按部件层次组合方式逐次构造不同结构和复杂程度的部件实验电路及模型计算机，是符合教学规律的实验设备。 Dais-CMH+ 创造了按键式操作环境， 实验方式灵活多样。在系统监控程序的管理下向用户提供“L”（单元手动）、“H”（单元自动）、“M”（模型机）三种工作方式。图10-1是实验装置外观图图。 图10-1 实验箱外观图 系统支持三种实验电路构造方式，即实验元件零连线方式、单元电路跨接方式和实验电路“软连线”方式。对于实验元件零连线方式，可采用双头实验导线及4芯、8芯排线和8芯扁平线从零开始在扩展区上逐一搭起一个实验电路；对于各单元电路，只需使用双头实验导线及8芯扁平线作简单的跨接，就可构造出（即使是较复杂的）实验电路；同时，也可使用可编程逻辑器件在线设计下载实验电路，实现实验电路“软接线”。 实验过程中可以根据实验的需要，自由选择、灵活组态，单独使用一种方式或几种方式结合使用。在必要的连线时，如图10-2所示，面板采用了箭头示意式跨接方式，缩短了硬件接线时间。 系统提供了三种工作方式： 1．单元手动实验 ——“L” 通过拨动开关及发光二极管以二进制数码形式进行手动单元实验。 2．单元键盘实验 ——“H” 以键盘、LED显示作为操作平台，用十六进制数码形式进行按键式单元实验。 3．模型机实验——“M” 通过键盘及LED显示可直接输入或装载用户模型机程序（机器程序和微控制程序），系统具备单步一条微指令、单步一条机器指令、连续运行程序等常规调试命令，能动态跟踪数据流向、捕捉各种控制信息、100%展现模型机现场，有无限止暂停等智能化调试途径，设置灵活、操作方便、进一步优化了模型机的实验环境。 系统通过可RS-232-C串行通讯接口与PC机联接，PC配备Windows DOS双操作平台的集成调试软件包，借助PC资源形成了强大的在线文挡与图形的动态管理系统，支持机器代码和与其对应微控制程序的混合编辑，一次点击即可完成程序和与其对应微程序的链接装载并自动弹出调试窗口，在视图栏中开辟了程序和与其对应微程序的调试、模型机示意图、寄存器代码空间、微代码空间、逻辑示波器等跟踪显示窗口，供用户选择，可动态显示数据流向、实时捕捉数据、地址、控制总线的各种信息，使调试过程极为生动形象。 系统选用RAM器件营造一个灵活可变的微程序控制空间，RAM是一种具刷新功能的静态存贮器，因此可根据实验需要随机装载不同类型的模型机控制程序。 系统可重定义的运算器结构及微指令格式，系统中运算器结构、微控制器的指令格式均可由用户根据自身教学需要灵活设计、自行定义。 Dais-CMH+系统硬件结构如图1-2所示，各单元功能如表10-1所示，各单元硬件组成如表10-2所示： 图10-2 DICE-CHM+实验箱面板结构图 表10-1单元功能内容 电路名称 主要电路内容 运算器单元(ALU UNIT) 运算器、进位控制器、移位寄存器、寄存器堆、内部总线 计数器与地址寄存器单元(ADDRESS UNIT) 地址寄存器、程序地址计数器 微控器单元(MICRO CONTROLLER UNIT) 指令寄存器、指令择码器、微代码控制寄存器及其26位二进制控制模拟开关、逻辑译码单元、时序电路、启停电路、单脉冲电路、脉冲源、中断控制 主存单元(MAIN MEM) SRAM6116 输入设备、输出设备 (INPUT DEVICE OUTPT DEVICE) 开关、显示灯、8位LED显示、16个数字键、16个命令键，每个部件都有双位显示器 逻辑信号测量单元 2路逻辑信号PC示波器、信号测试 单片机控制单元(PC UNIT) 控制单片机、MACH、RS-232-C串口等 电源 高性能开关电源、输出为+5V/3A 通用实验单元（扩展实验） 2个IC-40/28芯通用型锁紧式扩展插座 PLD单元（扩展实验） 2个PLCC扩展方插座 表10-2单元硬件组成 项目 内容 数量 项目 内容 数量 运算器 74LS181 2 键盘显示 TP801键盘 32 移位器 74LS299 1 LT547显示 8 指令存贮器 6116 1 输入设备 74LS245 1 累加器 74LS273 1 数据开关 8 辅助寄存器 74LS273 1 输出设备 74LS273 1 通用寄存器 74LS374 4 发光二极管 8 指令寄存器 74LS273 1 逻辑控制开关 二进制开关 26 程序计数器 74LS163 2 状态显示灯 发光二极管 26 微程序控制存储器 6116 4 逻辑控制器件 GA