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COP8000型现代计算机组成原理与结构实验系统 (USB接口)
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一、产品概述
COP8000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》、《计算机组成系统结构》等课程而研制的。同时可支持嵌入式、数字逻辑相关课程的实验；系统采用USB接口，兼容8位和16位机组成原理的实验；支持系统二次设计扩展板，且扩展板内置下载电路，无需第三方下载线，支持WINXP/WIN7/WIN8/WIN10等操作系统。与其它产品相比，具有以下特点。
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二、 系统特点
硬件特点：
1. 真正的USB接口：稳定性、可靠性、使用寿命远高于“USB转串口”接口。
2. 多功能：无需任何扩展，标准配置除了可支持计算机组成原理、计算机系统结构的实验与课程设计外，无需扩展、串接、叠加即可支持部分数字逻辑电路及EDA/SOPC的实验。还可扩展嵌入式、数字逻辑相关课程的实验。
3. 实时监视器：不借助PC机可监视各单元部件的值（二进制/十六进制）以及数据流方向，直观反映数据从何处输出，被何单元接收。
4. 开放式设计：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。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。。系统提供的两种控制器之一的组合逻辑控制器提供开放性源码。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。
5. 提供多种RISC、CISC、超标流量、多级流水等源码级开放的计算机模型机。
6. 扩展接口、RISC-V升级支持：本系统提供专用的扩展接口，进行各种各样的单一、综合功能的系统扩展，满足计算机专业周边课程实验需求，如硬件描述语言课程、嵌入式系统设计课程、计算机控制课程等。RISC-V是当然热门开源指令集之一，本系统预留开发接口，未来增加新的扩展卡即可支持RISC-V内核计算机模型实验。（注：RISC-V扩展卡非标配，需另行配置）
7. 万用汇编器：用户可以自定义指令/微指令系统，COP8000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。
8. 完善的寻址方式：累加器寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、立即数、存储器寻址
9. 支持中断实验
10. 微程序、组合逻辑两种控制器方式
11. 三种工作方式：
1、“手动方式”---不连PC机，通过COP8000实验仪的键盘输入程序、微程序，用LCD及各部件的8个状态LED，两个方向LED观察运行状态和结果，手动进行实验；
2、“联机方式”---连PC机，通过WINDOWS调试环境及图形方式进行更为直观的实验。在WINDOWS调试环境中提供了功能强大的逻辑分析和跟踪功能，既可以以波形的方式显示各逻辑关系，也可在跟踪器中，观察到当前状态的说明及提示；
3、“模拟方式”不需实验仪，仅需计算机即可进行实验。
12. 强大自检功能
适当的集成度:利用“软件硬化，硬件软化”技术对其进行了适度的分配：运算器、组合逻辑控制器利用大规模可编程逻辑器件实现，其它部件则采用通过逻辑器件实现。这就既可让一般学生利用现有的逻辑知识去认识计算机原理，也可让熟练的学生进行更高层次的开发实践。
13. 完善的保护措施：随机提供了高性能的开关稳压电源，系统中多次采用了抗短路，防过流的设计方法，使其具备良好的稳定性。深入考虑了学生实验的一般特点。
14. 实验插孔采用叠式自锁镀金大孔，接触可靠，便于维护；
15. 箱体壳采用防火/抗震材料，转角采用铝合金加固，结构结实、经久耐磨；
软件特点：
1. 多媒体可视化教学
凭借在软件设计上的精湛技术，COP8000计算机组成原理所配备的PC机WINDOWS调试软件不仅能进行编辑、编译，并向系统装载实验程序，还提供了单步、断点、实时运行的调试手段，同时，还提供了实验各部件的结构图、时序图、电路原理图。结构图中实时反映程序执行过程中的数据流向及相关的部件；原理图中再现了各部件的详细的组成原理；时序图中则实时反映当前的逻辑关系。所有这些均可通过投影仪可把当前的信息、状态和对应关系进行多媒体教学实践。
2. 强大的模拟调试功能：“模拟调试”是指无硬件的情况下,只利用计算机即可进行编辑、编译、改错、调试。计算机组成原理是一门实践性很强的学科，长期以来学时的紧缺成为该科目的主要矛盾。学校即使能做到“人手一机”，也不可能让学生把实验设备带出实验室，也不可能二十四小时开放。“模拟调试”为让实验室向学生寝室、实验课时向业余时间延伸提供了条件，同时也确保了实验室的有效管理，因为“模拟调试”只需给学生一张光盘既可，并可任意复制。这已成为很多学校采用的实验方式。
3. 逻辑分析仪：对于教师而言，不难体会要讲清时序关系是不容易的。而学生理解并利用时序关系则难上加难。而由于现代集成技术的迅猛发展，在实际工作中需要更多的利用逻辑分析工具进行时序分析。我COP8000计算机组成原理与系统结构教学实验系统具备高性能逻辑分析功能，老师可通过电化教学设备向学生现场展示指令与时序的关系，可让学生在实验时直观地观测到指令与时序的关系，可有效的提高教学效果。
4. 模型机结构图：完全模拟了模型机结构框图，能实时反应程序执行过程中各单元状态变化，总线的数据流向。点击各模块即弹出电路原理图。
5. 微程序及跟踪器：跟踪器窗口跟踪程序的执行过程，包括：助记符号、状态、微地址、微程序、数据输出、数据输入、地址输出、运算器、移位控制、uPC、PC。
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三、主要技术性能
1、 电源
输入：110V～240V宽适应交流输入；
输出：±5V（≥3A），具有过流、短路保护功能；
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四、用户实验模块
1.累加器ALU模块
2.寄存器A/W模块
3.寄存器组R0/R1/R2/R3模块
4.地址存储器MAR寄存器模块
5.堆栈寄存器ST模块
6.输出寄存器OUT模块
7.程序存储器EM模块
8.指令寄存器IR模块
9.程序计数器PC
10.微程序计数器uPC
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11.指令存储器uM模块
12.中断模块
13.输入IN模块
14.中断地址输入IA模块
15.时钟、中断单脉冲模块
16.逻辑测试笔模块
17.程序手动输入模块
18.总线扩展模块
19.用户扩展模块 |
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五、实验内容
1.寄存器实验
2.运算器实验
3.存储器实验
4.微程序计数器实验
5.PC实验
6.微程序存储器实验
7.中断实验
8.数据传送实验（输入输出实验）
9.数据运算实验(加/减/与/或)
10.移位/取反实验
11.转移实验
12.调用实验
13.指令流水实验
14.RISC模型机
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15.8255 I/O接口实验
16.8253定时器实验
17.8259中断实验
18.16位ALU 实验
19.16位寄存器实验
20.16位寄存器组实验
21.16位指令计数器PC实验（内核支持32/64位总线宽度的扩展）
22.简单模型机
23.复杂模型机
24.精简指令结构模型机
25.重叠结构模型机
26.流水结构模型机实验
27.IP软核实验 |
苏公网安备32010202011541