唐都科教儀器推出了“TD-CMX計算機體系結(jié)構(gòu)與計算機系統(tǒng)設(shè)計平臺”，它主要由“計算機體系結(jié)構(gòu)實驗教學(xué)平臺”和“基于SOPC的計算機系統(tǒng)設(shè)計平臺”這二部分構(gòu)成?！坝嬎銠C體系結(jié)構(gòu)實驗教學(xué)平臺”是以標量機為目標，以流水技術(shù)為中心，支持從部件到整機循序漸進地來開展計算機體系結(jié)構(gòu)的實驗教學(xué)；若要進一步開展計算機系統(tǒng)設(shè)計的實驗教學(xué)，選配“基于SOPC的計算機系統(tǒng)設(shè)計平臺”，在該平臺上我們提供了一個完整的基于MIPS32架構(gòu)的計算機系統(tǒng)設(shè)計的實例，可引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)掌握計算機系統(tǒng)設(shè)計的程序和方法，并在這一設(shè)計平臺上，由學(xué)生自己來設(shè)計CPU核、總線接口和外圍I/O接口模塊，從而實現(xiàn)自己設(shè)計、開發(fā)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的計算機系統(tǒng)這一目標。
一、系統(tǒng)主要功能特點
（一）計算機體系結(jié)構(gòu)教學(xué)實驗平臺
1.以標量機為目標，以流水技術(shù)為中心的教學(xué)平臺
支持從部件到整機循序漸進地來開展計算機體系結(jié)構(gòu)的實驗教學(xué)。在計算機的指令系統(tǒng)設(shè)計方面，通過基于CISC、RISC指令系統(tǒng)的模型機設(shè)計實驗，詳細講述CISC和RISC的特點和設(shè)計方法；在計算機的存儲系統(tǒng)方面，講述了目前主流計算機存儲系統(tǒng)及設(shè)計實現(xiàn)方法；在并行計算機結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，詳細講述了主流的、以時間并行性為特征的計算機系統(tǒng)的設(shè)計方法，著重體現(xiàn)重疊、流水等技術(shù)及設(shè)計方案；后給出了一個具有兩條流水線的標量模型機設(shè)計示例，從指令并行性的角度討論了計算機系統(tǒng)的設(shè)計方法。
2.開放式的多端口、多總線部件單元電路，支持結(jié)構(gòu)計算機的設(shè)計和教學(xué)實驗
通過各單元電路并結(jié)合FPGA單元的VHDL語言邏輯設(shè)計，來組態(tài)構(gòu)建各種結(jié)構(gòu)的計算機系統(tǒng)。平臺所提供的部件電路單元包括：運算器與寄存器堆單元、程序計數(shù)器、地址寄存器單元、存儲器單元、控制器單元、總線接口單元、外設(shè)單元、FPGA單元等。
3.基于數(shù)據(jù)通路圖的實時動態(tài)圖形調(diào)試方法，使計算機體系結(jié)構(gòu)課程變得好教好學(xué)
教學(xué)平臺為CISC、RISC、指令預(yù)取、流水、標量等各種結(jié)構(gòu)的計算機提供了示教效果其優(yōu)異的計算機實時動態(tài)圖形調(diào)試界面，可多方位、動態(tài)實時顯示計算機各部件之間的數(shù)送過程以及各部件和總線上的信息。具有單節(jié)拍、單機器周期、單步、連續(xù)運行等調(diào)試功能，由此觀察系統(tǒng)運行的各種信號變化情況。對以上圖形調(diào)試運行過程還具有歷史記錄、保存及回放功能，自動記錄實驗過程，并以文件形式保存，能進行回放。
4.完善的系統(tǒng)保護和電路檢測功能，對教學(xué)的順利開展提供了保障
本平臺具有其優(yōu)異、完善的系統(tǒng)監(jiān)測和實驗電路檢測功能，并對平臺的系統(tǒng)電路和部件電路單元都作了保護性的設(shè)計。
?。ǘ┗赟OPC的計算機系統(tǒng)設(shè)計平臺
1.采用MIPS32架構(gòu)，與MIPS指令系統(tǒng)相兼容
嵌入式系統(tǒng)主要是ARM和MIPS兩個體系，因ARM體系在技術(shù)上是保密不開放的，而MIPS走的是開源路線，所以采用MIPS指令系統(tǒng)和MIPS架構(gòu)是合適及現(xiàn)實的一種方案。
2.完整實現(xiàn)了一個5級流水線架構(gòu)的與MIPS指令兼容的微處理器軟核
3.基于SOPC的嵌入式計算機系統(tǒng)設(shè)計
基于SOPC的計算機系統(tǒng)是一種的嵌入式計算機系統(tǒng)，它是片上可編程系統(tǒng)，具有靈活的設(shè)計方式，可裁剪、擴充、升級，并具備軟硬件在系統(tǒng)可編程的功能。
4.性能優(yōu)異的SOPC開發(fā)平臺，支持嵌入式計算機系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)
基于SOPC的計算機系統(tǒng)設(shè)計平臺由SOPC開發(fā)板和調(diào)試板構(gòu)成。SOPC開發(fā)板采用了ATLERA公司的Cycolne II系列的EP2C8 FPGA作為主要器件，還提供兩片異步SRAM存儲器，通過并聯(lián)實現(xiàn)32Bit數(shù)據(jù)寬度，同時提供一片大容量的快速Flash存儲器。調(diào)試板用以將編譯、鏈接好的應(yīng)用程序通過U到SOPC開發(fā)板上的SRAM中。
5.大的軟件環(huán)境
計算機系統(tǒng)設(shè)計平臺采用了MIPS的編譯器（sde-gcc）和鏈接器（sde-ld），同時還配套提供了編譯、鏈接、的集成開發(fā)環(huán)境，該開發(fā)環(huán)境除支持“計算機體系結(jié)構(gòu)”課程中的各種結(jié)構(gòu)模型機的圖形化調(diào)試功能之外，還可以編輯、編譯、鏈接基于MIPS32機器的C語言程序，并提供基于MIPS的計算機系統(tǒng)程序的以及程序的運行和停止等系統(tǒng)控制功能?！?
一、系統(tǒng)主要功能特點
（一）計算機體系結(jié)構(gòu)教學(xué)實驗平臺
1.以標量機為目標，以流水技術(shù)為中心的教學(xué)平臺
支持從部件到整機循序漸進地來開展計算機體系結(jié)構(gòu)的實驗教學(xué)。在計算機的指令系統(tǒng)設(shè)計方面，通過基于CISC、RISC指令系統(tǒng)的模型機設(shè)計實驗，詳細講述CISC和RISC的特點和設(shè)計方法；在計算機的存儲系統(tǒng)方面，講述了目前主流計算機存儲系統(tǒng)及設(shè)計實現(xiàn)方法；在并行計算機結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，詳細講述了主流的、以時間并行性為特征的計算機系統(tǒng)的設(shè)計方法，著重體現(xiàn)重疊、流水等技術(shù)及設(shè)計方案；后給出了一個具有兩條流水線的標量模型機設(shè)計示例，從指令并行性的角度討論了計算機系統(tǒng)的設(shè)計方法。
2.開放式的多端口、多總線部件單元電路，支持結(jié)構(gòu)計算機的設(shè)計和教學(xué)實驗
通過各單元電路并結(jié)合FPGA單元的VHDL語言邏輯設(shè)計，來組態(tài)構(gòu)建各種結(jié)構(gòu)的計算機系統(tǒng)。平臺所提供的部件電路單元包括：運算器與寄存器堆單元、程序計數(shù)器、地址寄存器單元、存儲器單元、控制器單元、總線接口單元、外設(shè)單元、FPGA單元等。
3.基于數(shù)據(jù)通路圖的實時動態(tài)圖形調(diào)試方法，使計算機體系結(jié)構(gòu)課程變得好教好學(xué)
教學(xué)平臺為CISC、RISC、指令預(yù)取、流水、標量等各種結(jié)構(gòu)的計算機提供了示教效果其優(yōu)異的計算機實時動態(tài)圖形調(diào)試界面，可多方位、動態(tài)實時顯示計算機各部件之間的數(shù)送過程以及各部件和總線上的信息。具有單節(jié)拍、單機器周期、單步、連續(xù)運行等調(diào)試功能，由此觀察系統(tǒng)運行的各種信號變化情況。對以上圖形調(diào)試運行過程還具有歷史記錄、保存及回放功能，自動記錄實驗過程，并以文件形式保存，能進行回放。
4.完善的系統(tǒng)保護和電路檢測功能，對教學(xué)的順利開展提供了保障
本平臺具有其優(yōu)異、完善的系統(tǒng)監(jiān)測和實驗電路檢測功能，并對平臺的系統(tǒng)電路和部件電路單元都作了保護性的設(shè)計。
?。ǘ┗赟OPC的計算機系統(tǒng)設(shè)計平臺
1.采用MIPS32架構(gòu)，與MIPS指令系統(tǒng)相兼容
嵌入式系統(tǒng)主要是ARM和MIPS兩個體系，因ARM體系在技術(shù)上是保密不開放的，而MIPS走的是開源路線，所以采用MIPS指令系統(tǒng)和MIPS架構(gòu)是合適及現(xiàn)實的一種方案。
2.完整實現(xiàn)了一個5級流水線架構(gòu)的與MIPS指令兼容的微處理器軟核
3.基于SOPC的嵌入式計算機系統(tǒng)設(shè)計
基于SOPC的計算機系統(tǒng)是一種的嵌入式計算機系統(tǒng)，它是片上可編程系統(tǒng)，具有靈活的設(shè)計方式，可裁剪、擴充、升級，并具備軟硬件在系統(tǒng)可編程的功能。
4.性能優(yōu)異的SOPC開發(fā)平臺，支持嵌入式計算機系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)
基于SOPC的計算機系統(tǒng)設(shè)計平臺由SOPC開發(fā)板和調(diào)試板構(gòu)成。SOPC開發(fā)板采用了ATLERA公司的Cycolne II系列的EP2C8 FPGA作為主要器件，還提供兩片異步SRAM存儲器，通過并聯(lián)實現(xiàn)32Bit數(shù)據(jù)寬度，同時提供一片大容量的快速Flash存儲器。調(diào)試板用以將編譯、鏈接好的應(yīng)用程序通過U到SOPC開發(fā)板上的SRAM中。
5.大的軟件環(huán)境
計算機系統(tǒng)設(shè)計平臺采用了MIPS的編譯器（sde-gcc）和鏈接器（sde-ld），同時還配套提供了編譯、鏈接、的集成開發(fā)環(huán)境，該開發(fā)環(huán)境除支持“計算機體系結(jié)構(gòu)”課程中的各種結(jié)構(gòu)模型機的圖形化調(diào)試功能之外，還可以編輯、編譯、鏈接基于MIPS32機器的C語言程序，并提供基于MIPS的計算機系統(tǒng)程序的以及程序的運行和停止等系統(tǒng)控制功能?！?
