计算机组成原理实验调试系统调试系统.PDFVIP

可视化计算机组成原理实验调试系统 系统组成 实验调试系统由 3 个部分组成：实验软件、 调试适配器和 FPGA 片上调试器。
实验软件提供操作实验电路的人机交 互平台；
调试适配器是计算机和 FPGA 实验板 之间的桥梁，它的一端连接计算机的 USB 接口，另一端通过 JTAG 接口连接 FPGA 实验板；
FPGA 承载片上调试器以及实验电路。 基本功能
可完成计算机逻辑部件实验，如运算器、高速缓存、微控制器、中断系统等实验；
可完成模型计算机实验，如 CPU 设计、微程序设计；
实验过程可视化：在虚拟实验板上操作，以信息流方式显示 CPU 的指令执行过程；
模型机的调试支持微指令单步、微指令断点、指令单步、断点、全速等运行方式；
也可用于数字逻辑电路和计算机系统结构实验；
配 套 《 计 算 机 组 成 原 理 实 践 教 程 》 由 清 华 大 学 出 版 社 出 版 发 行 （ ISBN ： 9787302382805），包括 10 个实验项目和 2 个课程设计项目。
实验材料发布在江苏大学精品课程网站 /site85/ 。 主要特点
基于 FPGA 的实验技术，可以结合教学内容设计实验，便于和课堂教学相配套；可 支持原理验证型、设计型和创新型等多种类型、不同层次的教学实验。
基于原理图的虚拟实验板，使学生将注意力集中在实验原理上，而不是元件与功能 的对应上。不同的学校可根据实验内容自定义虚拟实验板。
教学 CPU 字长 16 位，具有 38 条常用指令、8 种基本寻址方式；采用微程序控制 方式；主存寻址空间为 64K 字；外设与主存统一编址，可由虚拟实验板或者实际 实验板的开关指示灯等作为输入输出设备；采用向量中断机制；内置片上调试器。
动态显示实验 CPU 的运行状态。CPU 内部状态通过调试电路传递到用户界面，以 数据记录和图形化两种形式显示。高亮显示当前有效的控制信号、变化的数值以及 信息流动，方便学生调试设计，加深对指令执行过程的理解。也可用于教学演示。
模型机主存和控存内容可通过调试系统软件输入、保存和载入。两种控存输入方式： 可手工输入微指令的十六进制编码，也可用微指令编码器产生微指令编码；两种主 存输入方式：可手工输入指令的机器码，也可输入汇编指令自动翻译为机器指令。
以微指令或指令单步运行时，控存和主存窗口跟踪显示当前的微指令和机器指令。
支持用户定义观察信号，适应不同的模型机硬件设计。后续将支持不同微指令格式