EDA技术在《计算机组成原理》实验教学中的应用

笔者讨论了当前计算机组成原理实验教学所面临的问题,提出了应用EDA技术进行计算机组成原理实验改革的思路和方法,并以"基于EDA技术设计CPU控制器"为例,通过设计5条机器指令,给出利用大规模可编程逻辑器件CPLD设计CPU的组合逻辑控制器的过程,为提高其实验教学水平提供了参考。     

计算机组成原理实验教学改革与探索

本文针对计算机组成原理课程的特点,充分利用实验模型机提供的硬件资源,主要对其实验内容、教学方法、实验装置等进行了改革,可供计算机组成原理课程的实验教学改革参考.     

计算机硬件类课程实验教学的改革与建设

计算机硬件教学属于计算机专业教学的重要组成部分,而计算机硬件实验教学是理论知识的验证与巩固的重要环节。针对目前计算机硬件实验教学的现状,从实验教学体系、实验教学平台进行改革与探索,提出了分层次的计算机硬件优化实验教学体系,建立了一个以计算机组成原理实验为核心的开放式实验平台。促进了理论教学与实践教学紧密结合,可以适应学科发展和IT企业对高层次计算机专业人才的需求。     

“计算机组成原理”课程改革方案探讨

从创新型人才培养角度出发,根据计算机组成原理课程知识机构和特点提出教学改革方案。理论教学方面,对多媒体和黑板结合的教学方法,形象化教学、启发式教学等教学手段进行了讨论和研究;实验教学方面,对实验方案、实验形式和考核方式进行改革,以QuartusII软件为基础建立实验教学的多层次结构。实践证明,计算机组成原理课程改革对计算机类专业技术人才的培养是一次成功的尝试。     

计算机组成原理实验教学方法探讨

本文从当前计算机组成原理实验课程教学中存在的问题入手，讨论了现有课程理论教学与实验教学中的教学实践成果，并分析了“计算机组成原理”实验教学的现状和存在的问题。结合目前的实际教学经验、具体实验内容、实验设备、教学手段等方面，对提高该课程的实验教学质量、探讨教学效果更好的教学方法提出了一些思路与想法。     

“计算机组成原理”实验教学方法探讨

从当前“计算机组成原理”实验课程教学中存在的问题入手，讨论了现有课程理论教学与实验教学中的教学实践成果，并分析了“计算机组成原理”实验教学的现状和存在的问题。结合目前的实际教学经验、具体实验内容、实验设备、教学手段等，对提高该课程的实验教学质量、探讨教学效果更好的教学方法提出了一些思路与想法。     

基于Multisim的聋生计算机组成原理实验的仿真设计

结合聋人大学生《计算机组成原理》课程实验教学现状及Multisim仿真软件的特点,以移位寄存器实验和进位加法器实验为例,介绍了Multisim仿真在计算机组成原理实验中的应用.实践证明在聋人大学生计算机专业的硬件类课程的教学中,建立基于Multisim的仿真系统,可以改善实践教学效果,能够使学生更好地理解该门课的内涵,提高聋生对硬件课程的学习兴趣.     

过程控制创新型实验教学仪器的研制

介绍了一种新型过程控制实验装置,改变了传统控制实验以多容水箱为研究对象的实验模式.按照"几何相似"和"动力相似"原理设计研究对象,并且应用该装置开展过程控制研究性实验教学.将研究性过程控制实验划分为基础验证性,综合验证性,独立创新性三个层次来设计实验内容.     

基于FPGA的“计算机组成原理”模型机设计

笔者针对"计算机组成原理"课程的实验与理论教学不配套的问题,设计了16位模型机微处理器.本文阐述了模型机的核心--徽处理器的设计.该处理器用硬件描述语言设计,优化了算术逻辑运算单元ALU(Arithmetic Logic Unit)的描述方法,使其资源占用较少;采用微程序控制的方法,能够通过实验工具观察分析处理器工作时内部信息流动的过程.该处理器在Xilinx FPGA上实现,并已在"计算机组成原理"课程教学中应用多年.     

基于FPGA的通用实验平台的设计与实现

针对高校硬件课程实验教学的特点和存在的问题,提出了一种基于FPGA的三层构架的通用实验平台。设计了嵌入式实验控制器和提供通用端口的实验模块,开发了具有自适应功能的PC机实验软件。实验平台在ALTERADE2—70教学开发板上实现并完成了测试,测试结果表明,该平台支持开放性和创新型实验,可应用于数字逻辑电路设计、计算机组成原理和计算机系统结构等硬件课程的实验教学,实现了多门硬件课程对实验平台的共享。     

MLS相关器的一个匹配滤波器等效结构

本文从滤波器的观点出发,得到用于线性系统解卷积,ＭＬＳ相关器的等效匹配滤波器结构,并给出该滤波器的性质。本文讨论了该匹配滤波器设计时的参数选择并给出仿真算例。     

“集成电路工艺原理”课程中湿法腐蚀实验安排

为了形象演示"集成电路工艺原理"课程中的各向异性湿法腐蚀,笔者指导学生设计了一组(100)硅片上以SiO2正方薄膜为掩膜的腐蚀实验。学生自主配置KOH了溶液,改变水浴温度进行各向异性腐蚀实验,并利用金相显微镜对样品实时观察并测量。学生在动手过程中可以理解各向异性相关工艺,加强了教学效果。     

“计算机组成与结构”课程教学方法探讨

"计算机组成与结构"是计算机学科的核心专业基础课,教学内容多、学习难度大。在教学过程中,笔者从课堂讲授、作业到实验都提出了层次式教学方式,有效地发挥学生学习的潜能,做到人尽其才,这种层次式教学必需组织好教学内容并做好学生激励工作。     

微机接口实验板的开发和应用

基础型实验、设计型实验和研究型实验构成了"微型计算机原理与接口技术"课程的实验教学体系,其中设计型实验发挥着承上启下的重要作用.为了满足设计型实验教学的需要,设计了微机接口实验板.本文详细论述了该实验板的硬件设计方案和驱动函数的建立方法,并列举出该实验板在设计型实验教学中的应用实例.该实验板具有成本低,接口开放及易于学习使用等特点.一年的教学实践表明,学生利用该实验板可以拓展知识面,增加工程实践经验,提高动手能力和分析能力.     

简单高性能微处理器的设计

提高指令级并行度是处理器体系结构发展的重要方向,也是当前计算机组织、计算机结构课程的重要内容之一。为使学生对指令流水线、超标量等技术有更深入的理解和体会,本文介绍了一个简单的具有超标量流水线结构的微处理器模型的设计思想。针对在指令并行执行过程中出现的数据相关冲突,提出了指令相关性检查算法和数据相关性检查算法。论述了如何利用VHDL语言的特点,准确描述硬件的并行性及系统模块的划分,给出了模拟及仿真验证的例子。     

“计算机控制系统”课程实验改革

"计算机控制系统"是自动化专业重要的专业基础课之一,针对目前该课程实验存在的不足,结合课程必须做的实验内容,我们与实验设备生产厂家合作,研制生产了新的"计算机控制系统"实验设备,设计并实现了五个新型实验。这些实验的实现对学生的动手能力、实践能力、工程实际设计能力的培养发挥了重要作用。     

自动化专业开设综合实验课的探索与实践

针对当前课程体系中综合应用专业知识的实践教学环节的不足，依据围绕核心课程设置项目驱动综合实验的思路，增设了“自动控制综合实验”和“计算机控制综合实验”2门实验课程，形成递进式专业课实践教学体系：“专业基础课→专业综合实验→专业课→专业综合实验→综合课程设计→毕业设计”，已完成两届学生培养，获得良好的教学效果。     

“电路原理”课程深度改革的实践探索

本文介绍了我校对“电路原理”课程的教学模式进行的深度改革.一方面我们通过“翻转课堂”,将传统教学中在课堂上讲授的内容让学生在课前基于课程教学网站进行自学,课堂时间则主要用来讨论.另一方面,本次改革将理论课与实验课有机融合到了一起,配合教学进度和内容,借助NI的myDAQ设备,教师布置相应的实验内容,实验中遇到的问题是课堂讨论的另一主要内容.这项深度改革激发了学生的学习热情,锻炼和提高了其主动学习能力,收到了较好的效果.     

"VLSI设计技术"课程综合实验教学探索

本文探索了"VLSI设计技术"课程的综合实验教学.该课程的实验项目应用了一款电机控制专用集成电路,并由FPGA器件实现.实验内容包含了VLSI设计中的主要电路模块和常用技术.实验提供了自动测试设备(ATE)和电机实验平台两种验证方式供学生自主选择,可以改善学生的学习效果.