《計算機組成原理》是計算機系的一門核心課程。但是它涉及的知識面非常廣,內容包括中央處理器、指令系統、存儲系統、總線和輸入輸出系統等方面,學生在學習該課程時,普遍覺得內容抽象難于理解。但借助于該計算機組成原理實驗系統,學生通過實驗環節,可以進一步融會貫通學習內容,掌握計算機各模塊的工作原理,相互關系的來龍去脈。 為了增強實驗系統的功能,提高系統的靈活性,降低實驗成本,我們采用FPGA芯片技術來徹底更新現有的計算器組成原理實驗平臺。該技術可根據用戶要求為芯片加載由VHDL語言所編寫出的不同的硬件邏輯,FPGA芯片具有重復編程能力,使得系統內硬件的功能可以像軟件一樣被編程,這種稱為“軟”硬件的全新系統設計概念,使實驗系統具有極強的靈活性和適應性。它不僅使該系統性能的改進和擴充變得十分簡易和方便,而且使學生自己設計不同的實驗變為可能。計算機組成原理實驗的最終目的是讓學生能夠設計CPU,但首先,學生必須知道CPU的各個功能部件是如何工作,以及相互之間是如何配合構成CPU的。因此,我們必須先設計出一個教學用的以FPGA芯片為核心的硬件平臺,然后在此基礎上開發出VHDL部件庫及主要邏輯功能,并設計出一套實驗。 本文重點研究了基于FPGA芯片的VHDL硬件系統,由于VHDL的高標準化和硬件描述能力,現代CPU的主要功能如計算,存儲,I/O操作等均可由VHDL來實現。同時設計實驗內容,包括時序電路的組成及控制原理實驗、八位運算器的組成及復合運算實驗、存儲器實驗、數據通路實驗、浮點運算器實驗、多流水線處理器實驗等,這些實驗形成一個相互關聯的系統。每個實驗先由教師講解原理及原理圖,學生根據教師提供的原理圖,自己用MAX+PLUSII完成電路輸入,學生實驗實際上是編寫VHDL,不需要寫得很復雜,只要能調用接口,然后將程序燒入平臺,這樣既不會讓學生花太多的時間在畫電路圖上,又能讓學生更好的理解每個部件的工作原理和工作過程。 論文首先研究分析了FPGA硬件實驗平臺,即實驗系統的硬件組成。系統采用FPGA-XC4010EPC84,62256CPLD以及其他外圍芯片(例如74LS244,74LS275)組成。根據不同的實驗要求,規劃不同實驗控制邏輯。用戶可選擇不同的實驗邏輯,通過把實驗邏輯下載到FPGA芯片中構成自己的實驗平臺。 其次,論文詳細的闡述了VHDL模塊化設計,如何運用VHDL技術來依次實現CPU的各個功能部件。VHDL語言作為一種國際標準化的硬件描述語言,自1987年獲得IEEE批準以來,經過了1993年和2001年兩次修改,至今已被眾多的國際知名電子設計自動化(EDA)工具研發商所采用,并隨同EDA設計工具一起廣泛地進入了數字系統設計與研發領域,目前已成為電子業界普遍接受的一種硬件設計技術。再次,論文針對實驗平臺中遇到的較為棘手的多流水線等問題,也進行了深入的闡述和剖析。學生需要什么樣的實驗條件,實驗內容及步驟才能了解當今CPU所采用的核心技術,才能掌握CPU的設計,運行原理。另外,本論文的背景是需要學生熟悉基本的VHDL知識或技能,因為實驗是在編寫VHDL代碼的前提下完成的。 本文在基于實驗室的環境下,基本上較為完整的實現了一個基于FPGA的實驗平臺方案。在此基礎上,進行了部分功能的測試和部分性能方面的分析。本論文的研究,為FPGA在實際系統中的應用提供研究思路和參考方案。論文的研究結果將對FPGA與VHDL標準的進一步發展具有重要的理論和現實意義。
標簽: 計算機組成 實驗
上傳時間: 2013-04-24
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濾波器電路設計:一、實驗目的 1. 熟悉二階有源濾波電路幅頻特性和相頻特性。 2. 掌握二階有源濾波電路的快速設計方法。 3. 掌握二
標簽: 濾波器 電路設計
上傳時間: 2013-06-16
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超寬帶沖激雷達是一種新體制雷達,其發射信號是無高頻載頻,寬度僅為納秒級的沖激脈沖。得益于這種特殊的發射信號,超寬帶沖激雷達具有優異的探測性能和廣泛的應用前景。自然地,對于發射機的研究,在超寬帶沖激雷達研究領域有著極其重要的地位。本文在超寬帶沖激雷達實驗系統的基礎上,對其發射機進行了深入研究,主要內容如下: 1、介紹了超寬帶沖激雷達發射機,尤其是脈沖源的原理及設計。 2、分析了決定超寬帶沖激雷達探測距離的因素。在此基礎上尋求通過提高發射信號脈沖重復頻率來增大發射機的能量輸出;提出了一種提高脈沖重復頻率的方法。設計了基于現場可編程門陣列的延時控制電路,對提高脈沖重復頻率予以工程實現。 3、提出了超寬帶沖激雷達波束掃描的實現方法:通過精密控制各發射機脈沖源觸發時間,在各路發射信號之間產生一定的延時。設計了運用現場可編程門陣列實現這種控制的精密延時電路。
標簽: UWB 精密 延時電路 雷達發射機
上傳時間: 2013-08-05
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圖解晶體管電路 192頁 4.8M本書是“實用電子電路設計叢書”之一,共分上下二冊。本書作為下冊主要介紹晶體管/FET電路設計技術的基礎知識和基本實驗,內容包括FET放大電路、源極跟隨器電路、功率放大器、電壓/電流反饋放大電路、晶體管/FET開關電路、模擬開關電路、開關電源、振蕩電路等。上冊則主要介紹放大電路的工作、增強輸出的電路、功率放大器的設計與制作、拓寬頻率特性等。 本書面向實際需要,理論聯系實際,通過大量具體的實驗,抓住晶體管、FET的工作圖像,以達到靈活運用這些器件設計應用電路的目的。
標簽: 圖解 晶體管 電路
上傳時間: 2013-05-16
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為了提高壓電超聲換能器的系統效率,保證換能器安全工作,利用換能器等效電路方法,分析了匹配電路的調振匹配和阻抗匹配功能.提出了頻率跟蹤結合數字電感實現調諧匹配的方法,并對調諧匹配方法進行了實驗驗證.以含源網絡電路分析方法為基礎,從理論上證明了實現換能器阻抗匹配的最佳條件
標簽: 壓電 換能器 電路 終端匹配
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本書是《數字電子技術》的配套教材。全書分五個部分:第一部分為實驗基礎知識,第二部分為基本實驗,第三、四部分為綜合設計性實訓,安排了智力競賽搶答器、電子秒表、拔河游戲機、31/2 位直流數字電壓表等8 個綜合設計性實訓內容;第五部分為EWB及數字電路實驗仿真。
標簽: 數字電子技術 實驗 教程
上傳時間: 2013-05-17
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500W太陽能光伏并網逆變器電路設計圖.由實驗波形可以看出,所設計的光伏并網逆變器工作穩定。性能良好。由于采用了以TMS320F240型:DSP為主的控制電路,系統具有較好的動態響應特性。采用了具有最大功率跟蹤和反孤島控制功能的軟件設計,因而能充分利用太陽能電池的能源且能檢測孤島效應的發生。
標簽: 500W 太陽能光伏 并網逆變器 電路設計
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摘要:介紹并分析研究了幾種較簡單實用的驅動電路,給出了電路圖,部分仿真波形或實驗波。 關鍵詞:高頻驅動電路
標簽: MOSFET 驅動電路
上傳時間: 2013-06-04
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《Protel99SE電路設計與仿真》 第1章 概述第2章 設計與繪制電路原理圖第3章 Sch元件圖形的繪制第4章 電路原理圖的常用處理技術第5章 設計印制電路板圖PCB第6章 PCB的自動化設計第7章 Protel 99 SE電路設計仿真第8章 PCB信號完整性分析第9章 實驗指導附錄一 Protel 99 SE電路設計仿真實例
標簽: Protel 99 SE 電路設計
上傳時間: 2013-11-19
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基于探索仿真三態門總線傳輸電路的目的,采用Multisim10仿真軟件對總線連接的三態門分時輪流工作時的波形進行了仿真實驗測試,給出了仿真實驗方案,即用Multisim仿真軟件構成環形計數器產生各個三態門的控制信號、用脈沖信號源產生各個三態門不同輸入數據信號,用Multisim仿真軟件中的邏輯分析儀多蹤同步顯示各個三態門的控制信號、數據輸入信號及總線輸出信號波形,結論是仿真實驗可直觀形象地描述三態門總線傳輸電路的工作特性,所述方法的創新點是解決了三態門的工作波形無法用電子實驗儀器進行分析驗證的問題。
標簽: Multisim 三態門 總線傳輸 仿真
上傳時間: 2013-12-14
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