TDN-CM+计算机组成原理与系统结构教学实验系统

    为适应各高校提高“计算机组成原理”和“计算机系统结构”课程的实验教学水平的需要，西安唐都科教仪器公司精心设计开发推出了TDN-CM+计算机组成原理与系统结构教学实验系统。该实验系统通过对各计算机部件和多种模型计算机的设计及实现而高水平地支持“计算机组成原理”和“计算机系统结构”课程的实验教学。
TDN-CM+ 系统采用内、外总线结构，并按开放式结构要求设计了各关联的单元实验电路，为实验教学提供了充足的硬件可设计空间和软件可设计空间，在实验电路构造方面，系统提供多种手段，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。在操作界面上，系统提供本机单独操作或与PC微机联机图形调试界面操作方式，具有极佳的多媒体示教效果。为高校各个教学层次的计算机原理教学提供了完善的解决方案。

一、系统功能特点

1．结构清晰的单元式实验电路，可构造出不同结构及复杂程度的原理性计算机

系统采用部件单元式结构，包括运算器及数据通路、存贮器、控制器、信号及时序控制、内总线、外总线、外围接口及输入输出设备等计算机部件单元电路及大规模可编程逻辑设计电路，用户可使用排线连接方式或计算机电子自动逻辑设计方式，根据自己所设计的模型计算机结构方案，来构造出不同结构及复杂程度的原理性计算机，使学生能够对计算机组成结构有清楚的认识和理解。

2．对实验设计具有完全的开放性，增强学生综合设计能力

实验系统所具有的硬软件结构对用户的实验设计具有完全的开放特性，其数据线、地址线、控制线都可由用户来操作连接，系统中的运算器结构、控制器结构及微程序指令的格式及定义均可由用户根据教学需要来做灵活改变或重新设计。这对于用户自行设计各种结构及不同复杂程度的模型计算机提供了强大的硬软件操作平台，从而避免了单纯验证性的实验模式，极大提高了学生计算机系统的综合设计能力。

3．通用逻辑器件和大规模可编程逻辑器件相结合，可面向不同层次的学生

系统采用通用逻辑器件和大规模可编程逻辑器件并用的方式，既能给熟练掌握复杂逻辑系统设计和CPLD工具的学生提供高档的实验平台，又能对不熟悉这些内容的学生提供易操作的实验平台。符合循序渐进、先基础后提高的教学原则。

4．具有实时调试功能的图形方式操作界面，也可用于多媒体辅助教学

系统具有与PC微机联机实时调试的功能，提供了图形方式的调试操作界面，在调试过程中可动态实时显示模型计算机各部件之间的数据传送过程以及各部件和总线上的所有信息。这种图形调试界面也可用于多媒体辅助教学，从而获得极佳的教学效果。

5．多种输入输出方式及逻辑信号测量功能，实验操作及观察更容易

系统提供多种输入输出方式。通过RS-232串口与PC微机联机，可在PC机上进行编程并向系统装载实验程序，在图形界面下进行动态调试及运行。另外还具有两路逻辑信号测量平台，可在PC机上看到信号测量波形；如果单独使用本系统，则可通过开关及LED以二进制数码形式进行编程、显示及调试运行。

6．实验电路的实时在线检测功能，便于检查接线错误

系统具有实验电路检测功能，通过人机交互方式可实时在线检测各实验单元电路的好坏以及模型机实验线路连接是否正确。

7．微程序控制器和组合逻辑控制器两种控制方式，教学内容更完善

系统可提供两种控制器方式，即微程序控制器或组合逻辑（硬布线式）控制器，用户可按教学内容进行选择。在微程序控制器中，系统提供了强大的在线编程、实时修改程序、显示程序并调试运行的操作环境，非常便利用户的操作；对于组合逻辑硬布线式控制器，可由用户使用CPLD工具在PC机上进行自动化设计，然后下载到大规模可编程逻辑器件中来实现。

8．静态随机存贮和先进先出（FIFO）存贮两种存贮方式，体现主流先进技术

系统采用FIFO存贮方式对指令进行预取，从而实现指令流水性能，与通行的Intel 80x86CPU体系结构相符合。

9．高性能稳压开关电源

系统采用了具有抗短路、过流的高性能稳压开关电源，从而可以避免学生实验过程中因接线失误而导致的芯片或整机损坏情况。

10．可扩展“数字逻辑和数字系统设计” 实验

TDN-CME扩展实验板可支持“数字逻辑和数字系统设计”等课程的实验教学，满足多门实验课程的需要。

二、系统实验项目