面向系统能力培养的计算机硬件课程实验教学改革

针对计算机硬件课程实验教学中存在的问题,提出面向计算机系统能力培养,通过虚拟仿真技术将计算机硬件课程群(数字逻辑、计算机组成原理、计算机体系结构、微机接口)实验贯通起来的教学改革方案,阐述在proteus虚拟仿真软件中验证计算机组成部件、设计CPU、组装微型计算机系统的详细实验内容,同时提出一种"软硬一体化"的创新实验箱设计,令虚拟仿真软件中的CPU模型通过总线实时与实验箱硬件上的真实外设交互。     

面向计算机系统能力培养的计算机组成原理实验教学

面向计算机系统能力培养,分析计算机系统能力的培养与计算机组成原理教学的关系,提出以实现8位机为目标,采用EDA编程技术和模块化的设计思想,从设计运算器、存储器、控制器及综合实验框架等方面具体阐述实验过程,最后阐述该实验方法能够有效培养学生的计算机系统观,引导学生深层次理解计算机原理。     

基于龙芯2F+1A的四余度火控计算机系统设计

应国防系统的安全要求,军用计算机的中央处理器逐步采用国产系列CPU来取代国外的产品。结合国产化工程实践需要介绍了一种新型的基于龙芯2F+1A的四余度火控计算机系统的设计思路与方法。详述了多路计算机系统的工作原理,以及基于国产中标麒麟操作余度管理模块的设计。经实验证明该软硬件系统能有效地提高安全性和可靠性,并有良好的实时性和实用性。     

基于RISC-V的计算机系统综合实验设计

针对目前高校计算机系统各课程实验衔接不紧密、实验成本较高的问题,提出设计基于小型FPGA开发板、以RISC V CPU和Rust操作系统内核为核心的计算机系统综合实验平台.硬件实验以在低成本FPGA芯片上搭建picorv32RISCVCPU为核心,软件实验以在硬件实验基础上移植Rust编写的rCore教学操作系统为核心.以较低成本在同一平台完成计算机组成原理与操作系统实验设计,使其形成一个有机的整体,在资源与成本有限的情况下构建一个较为完整的实验体系.实例结果表明,实验平台以软硬件协作的方式,适应技术的发展,及时更新实验内容,可满足高校计算机系统教学综合实验的基本要求.     

EDA在《计算机组成与结构》课程设计中的实践与探索

基于FPGA和电子设计自动化技术,采用模块化设计方法和VHDL语言,提出引入EDA技术到《计算机组成与结构》课程设计的实施方案和方法;并以16位CISC CPU设计为实例详细阐述了基于EDA的课程设计开发过程和设计分析过程。引入EDA技术的课程设计不仅加深了学生对计算机组成和工作原理的理解,而且提高了学生综合设计能力和创新能力,达到了课程设计教学的预期效果。     

CPU与简单模型机设计实验中的关键问题分析

模型机设计实验是计算机组成原理实验中的一个综合性较强的实验,要求学生在掌握各部件单元电路的基础上,构建一台模型计算机。文章选用TD-CMA实验教学系统,针对采用微程序控制器设计的CPU与简单模型机设计实验,从连线排查、指令设计、微程序设计、指令控制、程序运行等方面分析该实验中的关键问题,并给出每个问题的解决方法。     

基于FPGA的开放式教学CPU的设计与测试系统

设计并实现了一个CPU设计与测试实验装置,适合于计算机原理和系统结构课程的综合实验。该实验装置采用EDA工具在FPGA上实现了CPU设计,应用M CU和上位机软件对所设计的CPU进行了监控和调试,保证了CPU在实验系统上能够运行起来。     

国外微计算机系统总线概况

<正> 一、概述 微计算机的CPU、存贮器和接口控制器片均为大规模集成电路。一个微计算机系统的硬件是由几块、十几块插件和必需的外设组成,也就是说,微计算机系统的硬件设计是很简单的。另一方面,微计算机的应用领域又非常宽,它可用于商业的数据处理、工业的过程控制、交通管理、医疗的自动化以及家庭应用等等。     

“计算机组成原理”课程教学改革的思路和目标

本文以全新的观点和有效的方法介绍了计算机组成原理课程的教学改革思路和目标。论文的主要贡献是,在这门课程的教学和研究中首先提出并实施了三大教学理念。·掌握设计CPU的方法、步骤和具体的技能·具备逻辑上设计计算机的能力·熟悉现代微机所采用的新技术,了解下一代CPU发展的新动态为体现深入浅出的教学方法,本文提出了对通用CPU进行分类的观点,以达到更好的教学效果。     

以培养学生能力为导向的计算机系统类课程体系的构建与研究

阐述在FPGA平台上,以MIPS指令系统设计CPU,以该CPU构建计算机系统,在构建的计算机系统上运行具有简单调度功能的操作系统,并对设计CPU时定义的MIPS指令进行编译。最后提出将计算机系统类核心课程(CPU设计、调度实现、指令编译)的实验贯通起来,形成计算机系统的整体框架观点。     

基于国产CPU的并行冗余计算机系统研究

目前国家不断推进的国产自主可控信息系统建设,其核心国产计算机系统由于技术成熟度低、市场推广晚等原因,暴露出可靠性低、稳定性差的问题,直接导致系统功能无法成功应用;围绕国产化计算机系统的并行冗余架构开展研究,通过计算机系统架构的软硬件设计,以及高速缓存一致性架构、高速互联总线和三状态转换机制方法的应用,基于国产CPU 并行冗余计算机系统,可以有效消除备份计算机系统进行当班切换时,存在的切换时间延时和切换过程数据丢失的问题;通过试验验证,该系统可以完成计算机系统中CPU处理器和功能桥片故障模式的容错处理,并保障信息数据的完整性和实时性,有效提高设备中计算机系统的工作可靠性与稳定性。     

并行分布式计算机系统与网络的内在联系分析

分布处理结构在计算机内部从单处理器到多处理器发展，以后逐步向多机系统和计算机网络系统发展，但此时计算机网络的分布处理能力已经有一些重要的本质性变化和发展，具有不同的结构特点和应用环境，文章对并行分布式计算机系统与网络的内在联系进行了详细分析和探讨。     

VLIW体系CPU仿真器MCS的设计与实现

仿真器是进行硬件设计评估,系统软件设计开发和计算机体系结构研究的有力工具。文章以一款VLIW(超长指令字)结构的CPU仿真器———MCS为实例,讨论了指令集仿真器设计的一般原理和关键技术。在对目标CPU进行仿真的基础上,通过模拟部分操作系统功能,MCS可以导入并且运行经过目标机编译器编译的目标可执行代码,进行可配置的数据收集和数据分析,从而达到评估CPU设计,分析指令效率,支持编译系统调试的目的。     

教学计算机系统的设计与实现

研制与实现主要用于教学目的的系列计算机,是计算机专业教学改革的重要举措,对提高学生的业务能力和整体素质,培养学生的创新意识很有必要。这一系列计算机,包括硬件实现的完整系统和软件模拟实现的完整系统,其设计与实现技术,涵盖了计算机组成原理课程的主要教学内容和计算机系统结构课程的部分教学内容,提供的教学实验项目有较高水平。     

基于龙芯处理器的网络防火墙系统的设计与实现

设计并实现了一个网络防火墙计算机系统方案。该方案采用国产高性能龙芯2E处理器和Linux操作系统,并对防火墙系统软件的核心策略、硬件结构设计、高速信号完整性设计、网络数据包吞吐率和延时的测试方法等关键问题给出了相应的解决方法。针对信号完整性问题提出了先期约束后期仿真的布线机制,提高了高速信号系统板级设计的可靠性。给出了网口数据包吞吐率和延迟这两项评估防火墙性能的关键指标的测量和计算方法。板级仿真和实际网络性能测试数据表明,该方案是一个通用且安全可靠的防火墙系统方案。     

VxWorks中的中断应用设计要点

硬件中断处理是实时系统设计中的关键性问题，设计人员有必要对其作深入研究，以更好地满足开发工作需要。文中以VxWorks操作系统为软件平台，讨论了在实时系统中进行中断应用设计时要注意的一些问题。由于软硬件的相关性，选用广泛应用的X86架构的嵌入式计算机为硬件平台，对Pentium -CPU和计算机主板对硬件中断的管理机制也做了详细介绍。所得出的研究结论在具体的开发项目中均得以验证，可供相关技术人员参考。     

某型航空备份仪表的大气数据系统设计

以某型飞机备份仪表原理样机系统的研制为背景,阐述了其大气数据系统的设计思想,详细介绍了大气数据系统的结构、建模及实现等研制过程.该大气数据系统选用精密压力变送器(PPT)测量大气静压和总压,并采用小型单板计算机(686CORE)作为大气数据系统的嵌入式计算机,实现气压式高度表、空速表和马赫数表等大气数据仪表参数的计算,并应用有源矩阵液晶显示器(AMLCD)实时显示飞行参数.     

An optimum parallel architecture for high-speed real-time digital signal processing

The authors describe a parallel processing architecture for real-time digital signal processing that has demonstrated virtually 100% data processing efficiency in a number of areas. The Teamed-Architecture Signal Processor (T-ASP) is a field-proven, commercially available optimal system solution to the extremely high computational and I/O rates encountered in modern digital-signal-processing environments. The design of T-ASP involves the consideration and implementation of many architectural concepts used to enhance the performance of a computer, including programmability, parallel processing, vector processing and pipelining, memory interleaving, double cache memories, multiple high-speed I/O interfaces, and segmentation of the processors for elimination of both CPU and data-handling overhead. The authors discuss hardware architecture design and implementation; hardware management; and software architecture design and implementation.<>     

可穿戴计算机多媒体任务处理技术研究

多媒体任务的处理能力是可穿戴计算机的重要性能指标,为了使配备国产CPU的可穿戴计算机具有较强的多媒体任务处理能力,采用了可伸缩的系统结构模型。设计了15条面向多媒体任务的新指令,实现了执行新指令的多媒体任务协处理部件的逻辑结构设计,并利用工具软件对协处理部件进行了功能和性能的仿真,实验结果表明:利用可伸缩系统结构模型提高可穿戴计算机的多媒体任务处理能力是可行的。