系統(tǒng)配置:

★  下載模塊：

◆USB-Blaster JTAG編程下載器;

◆ByteBlasterMV編程下載器,能對(duì)不同公司的FPGA/CPLD和51單片機(jī)在線編程;

★   電源模塊：

◆內(nèi)置電源，含標(biāo)準(zhǔn)+/-12V、5V、3.3V、2.5V，1.5V混合工作電壓功率輸出電路模塊；

◆過載保護(hù)開關(guān)電源；

★  顯示、接口模塊：

◆LED、數(shù)碼管、揚(yáng)聲器；

◆10鍵，可輸入最高達(dá)32位二進(jìn)制數(shù)；

◆含12個(gè)可重配置實(shí)驗(yàn)電平開關(guān)；2個(gè)其他用途鍵；

◆含掃描的智能譯碼電路模塊，直通非譯碼、BCD譯碼、16進(jìn)制譯碼；

◆7寸800X480數(shù)字TFT彩色液晶屏；

◆20X4字符液晶,4*4矩陣鍵盤；

◆步進(jìn)電機(jī)，能進(jìn)行步進(jìn)細(xì)分控制實(shí)驗(yàn)；

◆直流電機(jī)，含閉環(huán)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)，光電脈沖計(jì)數(shù)，提供光電脈沖硬件消抖動(dòng)設(shè)計(jì)；

◆數(shù)字溫度測(cè)控模塊；

◆完成圖象或文字顯示功能的VGA接口；

◆標(biāo)準(zhǔn)PS/2鼠標(biāo)接口和PS/2鍵盤接口各1個(gè)；

◆RS232串行接口（有演示實(shí)例可證實(shí)此功能）；

◆CPLD3032接口模塊；

★     數(shù)模器件及存儲(chǔ)器模塊

◆含A/D和D/A器件及其接口；

◆含D/A與LM311構(gòu)成的FPGA可控A/D設(shè)計(jì)項(xiàng)目模塊；

◆供DDS函數(shù)發(fā)生器用的幅度、偏移調(diào)諧模塊；

◆含有源濾波電路，供波形發(fā)生器的設(shè)計(jì)之用；

★ 擴(kuò)展模塊：

◆兼容模擬EDA器件含ispPAC器件適配板；

◆可增加DDS函數(shù)發(fā)生器接口；

◆外擴(kuò)展IO口模塊；

◆CPLD/FPGA萬能接口模塊；

★ 時(shí)鐘源模塊：

◆含4組20MHz至1Hz標(biāo)準(zhǔn)頻率寬頻信號(hào)源；

★ 其它附件：

◆電源線、UART通信電纜、在系統(tǒng)下載電纜、擴(kuò)展口連接線。

適配板型號(hào)GW3C40A：                              

★ 硬件資源：

◆  FPGA EP3C40Q240，約200萬門規(guī)模；約4萬邏輯宏單元；120萬RAM bit，是FLEX 10K10的2016倍；22對(duì)LVDS差分通道；252個(gè)9X9bit嵌入式硬件數(shù)字乘法器；4個(gè)鎖相環(huán)，可分/倍頻范圍：2kHz-1300MHz；8個(gè)差分專用時(shí)鐘通道。

◆用于FPGA掉電保護(hù)配置器件16M Flash，10萬次重復(fù)編程次數(shù)，且可兼作軟核嵌入式系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；

★ 接口資源：

◆JTAG、AS下載口；

◆USB接口；

◆PS/2鍵盤、鼠標(biāo)接口一個(gè)；

◆8色VGA口一個(gè)；

◆以太網(wǎng)口；

◆EPM3032A CPLD；

◆RS232串口1個(gè)；

◆SD卡接口，可接1-2GB Flash；

◆20MHz時(shí)鐘源（可倍頻到300MHz）1個(gè)；

◆語音采樣口；

◆立體聲輸出口；

◆MIC模擬輸入口；

◆高速時(shí)鐘口一個(gè)；

◆IO擴(kuò)展口

◆字符、點(diǎn)陣液晶接口；

◆揚(yáng)聲器一個(gè)。

◆超高速雙通道DAC及ADC板接口；

適配板型號(hào)GW_ADDA：                               

★ 硬件資源：

◆180MHz轉(zhuǎn)換時(shí)鐘率雙路超高速10位DAC

◆50MHz單通道超高速8位ADC;

◆300MHz超高速單運(yùn)放2個(gè);

◆專用時(shí)鐘輸入口；

DDS函數(shù)發(fā)生器型號(hào)KX-DDSM：                              

★ 硬件資源：

◆180MHz轉(zhuǎn)換時(shí)鐘率單路路超高速10位DAC

◆300MHz超高速單運(yùn)放1個(gè);

◆Cyclone FPGA 1C3Q144，12萬門

◆掉電保護(hù)配置器件1M Flash

◆isp單片機(jī)8253；

★ 功能說明：




GW48-PK2/4系統(tǒng)配套的全數(shù)字型DDS函數(shù)信號(hào)發(fā)生器模塊含F(xiàn)PGA、單片機(jī)、超高速DAC、高速運(yùn)放等。既可用作全數(shù)字型DDS函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，同時(shí)也可作為EDA/DSP系統(tǒng)及專業(yè)級(jí)DDS函數(shù)信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)開發(fā)平臺(tái)。作為DDS函數(shù)發(fā)生器的功能主要包括：等精度頻率計(jì)，全程掃頻信號(hào)源（掃速、步進(jìn)頻寬、掃描方式等可數(shù)控），移相信號(hào)發(fā)生，里薩如圖信號(hào)發(fā)生，方波/三角波/鋸齒波和任意波形發(fā)生器，以及AM、PM、FM、FSK、ASK、FPK等各類調(diào)制信號(hào)發(fā)生器。GW48-PK2/4系統(tǒng)上可配有一個(gè)功能強(qiáng)大的DDS函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。此信號(hào)發(fā)生器的主模塊，請(qǐng)瀏覽光盤里PPT“實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)說明“，PK4插于平臺(tái)的左上方圖2：35，PK2可插左上方或有。它必須結(jié)合插座45上插的20字X4行字符型液晶和插座47上插的4X4鍵盤，聯(lián)合使用，這是實(shí)驗(yàn)的輔助測(cè)試和信號(hào)系統(tǒng)。由于此系統(tǒng)設(shè)計(jì)的操作較多，功能也較豐富。    可重構(gòu)DDS函數(shù)信號(hào)發(fā)生器使用了有別于傳統(tǒng)模擬信號(hào)發(fā)生器和普通DDS函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的更新?lián)Q代理念。盡管普通DDS函數(shù)信號(hào)發(fā)生器同樣采用了數(shù)字頻率直接合成技術(shù)，有許多模擬信號(hào)發(fā)生器無法比擬的優(yōu)點(diǎn)：頻率精度高、無量程限制、信號(hào)過度時(shí)間極短、波形精度高、不同方式和全程掃描特性好、調(diào)整功能強(qiáng)、全數(shù)字化控制、穩(wěn)定可靠等等，但由于采用DDS專用器件，缺乏靈活性，功能受限于專用芯片的即定功能，不僅無法適應(yīng)用戶許多特定功能的要求，就是不少專用功能也無法實(shí)現(xiàn)，從而在不少應(yīng)用場(chǎng)合使用戶面對(duì)許多尷尬局面。這是因?yàn)槿魏我慌_(tái)功能強(qiáng)大的DDS信號(hào)發(fā)生器都不可能總是滿足用戶，特別是通信系統(tǒng)或一些電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的用戶的需求，如一些特定編碼方式或調(diào)制方式的信號(hào)發(fā)生功能和解調(diào)功能等。      可重構(gòu)DDS函數(shù)信號(hào)發(fā)生器基于EDA/SOPC設(shè)計(jì)技術(shù)及數(shù)控制振蕩器NCO/DDS、AM純數(shù)字發(fā)生器（注意，目前絕大多數(shù)DDS信號(hào)發(fā)生器的AM信號(hào)是靠模數(shù)結(jié)合，如使用模擬乘法器等方式生成的，因此在數(shù)字通信中沒有實(shí)用價(jià)值）、數(shù)字鎖相環(huán)等IP核，是EDA/SOPC技術(shù)高度發(fā)展的產(chǎn)物，它徹底解決了普通DDS信號(hào)發(fā)生器的傳統(tǒng)缺陷，而且整體功能和性能都有了質(zhì)的飛躍。1、作為普通函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，從技術(shù)的先進(jìn)性、功能的完備性、使用的便利性及性能指標(biāo)的優(yōu)越方面看，此系統(tǒng)無論作為普通信號(hào)發(fā)生器，還是高檔函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，都可謂當(dāng)之無愧。2、作為應(yīng)用電路模塊的開發(fā)系統(tǒng)。由于該系統(tǒng)是基于EDA技術(shù)和大規(guī)模高速FPGA，具有良好的重構(gòu)功能，以及端口完善的驅(qū)動(dòng)與保護(hù)特性，開發(fā)者大量的硬件模型和實(shí)用系統(tǒng)（特別是通信領(lǐng)域中的各類功能模塊）可以借助該系統(tǒng)，以及QuartusII、硬件描述語言等迅速開發(fā)出來。3、作為大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和開發(fā)系統(tǒng)。由于該系統(tǒng)中的許多功能都曾出現(xiàn)在歷屆大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的賽題中，且該系統(tǒng)的性能指標(biāo)都超越了相關(guān)賽題中發(fā)揮部分要求的技術(shù)指標(biāo)，而實(shí)現(xiàn)方法又十分類似（技術(shù)類型和軟硬件方面），所以無論作為培訓(xùn)工具還是實(shí)戰(zhàn)開發(fā)系統(tǒng)，都可以幫助競(jìng)賽者高效對(duì)付許多類型的賽題。因此，該系統(tǒng)同樣可作為畢業(yè)設(shè)計(jì)、學(xué)位論文、課余科技活動(dòng)高效有力的開發(fā)工具。4、作為自主創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)。創(chuàng)新就是原創(chuàng)，就是獨(dú)創(chuàng)，在電子領(lǐng)域就是設(shè)計(jì)出全新而又性能優(yōu)良適用面寬闊的系統(tǒng)或功能模塊。創(chuàng)新是需要適當(dāng)平臺(tái)（可行性環(huán)境）的，幾個(gè)74系列器件構(gòu)成的平臺(tái)，顯然不如單片機(jī)系統(tǒng)，而單片機(jī)系統(tǒng)又不及嵌入式系統(tǒng)，但嵌入式系統(tǒng)在自主設(shè)計(jì)方面又不及SOPC/EDA技術(shù)。因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)中幾乎所有硬件模塊，從CPU到各種接口功能模塊都是現(xiàn)成的，開發(fā)者主要工作是在軟件方面，雖說可以在此平臺(tái)上有許多創(chuàng)新之作，但最重要的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)卻無法擁有，因?yàn)橛布�的產(chǎn)權(quán)是屬于別人的。    顯然，創(chuàng)新不等于自主，只有創(chuàng)新而沒有自主，則很可能失去創(chuàng)新的價(jià)值和意義，從本質(zhì)上看，便不能屬于真正的創(chuàng)新。而EDA/SOPC技術(shù)則解決了硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)和綜合設(shè)計(jì)的根本問題，從而也解決了創(chuàng)新和自主這一對(duì)矛盾，不言而喻，基于EDA技術(shù)的平臺(tái)將為設(shè)計(jì)者提供了最大可能的自主創(chuàng)新的平臺(tái)。功能模塊和信號(hào)通道：

• （1）A通道。這里DDS函數(shù)信號(hào)發(fā)生器模擬信號(hào)輸出通道的A通道（此信號(hào)發(fā)生器可以輸出雙通道模擬信號(hào)），如正弦波信號(hào)等，幅度最大+/-10V，可通過電位器調(diào)諧。

• （2）TTL信號(hào)輸出。此是DDS函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的TTL信號(hào)輸出口。

• （3）B通道。這里DDS函數(shù)信號(hào)發(fā)生器模擬信號(hào)輸出通道的B通道之信號(hào)口。如果需要得到B通道的模擬信號(hào)輸出，必須將此B通道口線, , 與某一DAC的輸入接口，然后得到輸出信號(hào)。

• （4）信號(hào)測(cè)試輸入口。即“TTL輸入”口。可以通過DDS函數(shù)信號(hào)發(fā)生器測(cè)試此口輸入信號(hào)的頻率、脈寬、占空比等。數(shù)字調(diào)制信號(hào)和掃頻信號(hào)外部控制時(shí)鐘也可通過此口進(jìn)入。

    ◇ 資料：詳盡的光盤資料，包括配套教學(xué)課件與實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)的課件，實(shí)驗(yàn)示例等。（配套教材《現(xiàn)代計(jì)算機(jī)組成原理》）。

• 注1、特別要注意一般實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)及設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例，且設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)代電子技術(shù)的相關(guān)度。有的計(jì)算機(jī)組成實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)雖也含有FPGA，但其給出的實(shí)驗(yàn)并不能將整個(gè)CPU、計(jì)算機(jī)模塊，或嵌入式系統(tǒng)等裝進(jìn)單一FPGA中，無法形成SOC，故仍屬傳統(tǒng)驗(yàn)證性組成原理實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

• 注2、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)室建立，康芯負(fù)責(zé)全部培訓(xùn)：包括EDA基礎(chǔ)、VHDL、QuartusII應(yīng)用，SOPC、計(jì)算機(jī)模塊/CPU設(shè)計(jì)，IP核應(yīng)用等。
  

★ 五大類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目


一、計(jì)算機(jī)組成原理與計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)類：

◇ 算術(shù)運(yùn)算器、ROM、單雙口RAM、FIFO、FPGA外部RAM/Flash存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn)；

◇ 微控制器時(shí)序電路、乘法累加器設(shè)計(jì)、程序計(jì)數(shù)器與地址寄存器；

◇ 微控制器設(shè)計(jì)、總線控制器、鎖相環(huán)應(yīng)用、嵌入式邏輯分析儀應(yīng)用等；

◇ 8位微程序控制的模型計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。包括CPU設(shè)計(jì)，硬件指令設(shè)計(jì)，軟硬件聯(lián)合開發(fā)等；

◇ 基于FPGA的片上系統(tǒng)（SOC）的MCS-51單片機(jī)IP核實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)

◇ 基于狀態(tài)機(jī)的完整16位CPU設(shè)計(jì)。包括CPU設(shè)計(jì)，硬件指令設(shè)計(jì)，軟硬件聯(lián)合開發(fā)，SOC實(shí)現(xiàn)等；

◇ 基于流水線構(gòu)架的16位RISC CPU設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)相關(guān)實(shí)驗(yàn)；

◇ 基于FPGA的片上系統(tǒng)32位軟核嵌入式系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)；

◇ 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)。

二、硬件描述語言HDL與EDA技術(shù)類實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)。如移位相加硬件乘法器設(shè)計(jì)、用流水線技術(shù)設(shè)計(jì)高速數(shù)字相關(guān)器、線性反饋移位寄存器設(shè)計(jì)、VGA圖像顯示控制器設(shè)計(jì)、直接數(shù)字式頻率合成器設(shè)計(jì)等實(shí)驗(yàn)。

三、基于單片F(xiàn)PGA的8086/8088 CPU核，8253/8254 IP核（定時(shí)器）；8250 IP核（UART串行通信）；8237 IP核（DMA控制器）；8259 IP核（可編程中斷控制器），鎖相環(huán)核等經(jīng)典IBM計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。由于8086/8088核的全兼容性，傳統(tǒng)微機(jī)原理及微機(jī)接口實(shí)驗(yàn)中的C和8086匯編程序都能直接由該核運(yùn)行，完成基于EDA技術(shù)的微機(jī)原理及微機(jī)接口方面的部分實(shí)驗(yàn)。

四、全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)及開發(fā)。能承擔(dān)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中許多設(shè)計(jì)題目的培訓(xùn)任務(wù)，進(jìn)一步強(qiáng)化計(jì)算機(jī)學(xué)生基于現(xiàn)代電子技術(shù)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力。               

五、基于MATLAB和DSP Builder的全硬件高速DSP系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)（需要增配多通道超高速ADC/DAC適配板）。

★ 實(shí)驗(yàn)調(diào)試途徑：

◇ 時(shí)序仿真和功能仿真：基于Quartus II，可完成軟硬件聯(lián)合調(diào)試的Timing /Functional Simulation，延時(shí)精度小于1ns。這是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剿鶡o法比擬的。該仿真工具將使學(xué)生更加深入地理解計(jì)算機(jī)的工作時(shí)序。

◇ 嵌入式邏輯分析儀測(cè)試：基于Quartus II，可使用嵌入式邏輯分析儀SignalTapII對(duì)CPU內(nèi)部的任何信號(hào)節(jié)點(diǎn)和總線數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)試和觀察(圖13-46)，號(hào)通過實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)配置的USB-Blaster送到PC機(jī)屏幕觀察。也可軟硬件同步觀察。

◇ 在系統(tǒng)RAM/ROM測(cè)試：基于QuartusII，使用In-System Memory Content Editor對(duì)FPGA中CPU的ROM/RAM下載程序代碼，并實(shí)時(shí)觀察CPU運(yùn)行過程中數(shù)據(jù)RAM中的內(nèi)容變化，并實(shí)時(shí)編輯。這是調(diào)試CPU工作軟件的一種有效方法。

◇ 利用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上的（黑白或彩色）液晶屏、數(shù)碼管、發(fā)光管和各類信號(hào)源等進(jìn)行調(diào)試和觀察。