硬件实验教学大纲

硬件实验课程设计名称：硬件实验英文名称：Hardware Experiment面向专业：计算机专业及电类专业课程总学时：48；讲授学时8；实验学时40；课程学分：1.5一、课程设计作用和具体目标为了加强硬件课程的实践性教学环节，培养和训练学生在硬件方面的设计和动手能力，本专业开设了“硬件实验”课，共安排了8个小时的小型部件实验和40小时的大型课程设计。旨在通过这些实验，在理论与实践相结合的基础上，加深学生的整机概念，进一步弄清计算机的内部结构和时空关系，学会指令功能的电路实现方法和技巧，从而提高自行设计、调试分析的独立工作能力。在计算机硬件教学实验环节上，本实验课起着承上启下的作用。在此之前，学生已在“数字电路”等实验中受到过器件的测试、单元电路的设计、分析等方面的训练，在本实验课之后，又将在“接口与通讯”课程中进一步学习一些外围电路芯片的开发应用。因此，本实验课将着眼于CPU的组织和严格的时空安排，着眼于计算机硬件系统的设计方法和基本电路的实现方法。本实验课分为两个阶段。首先安排了两个小型部件实验，用传统的中小规模集成电路完成，使学生对运算器、存储器、数据通路、总线等基本概念有感性认识，对数据流和控制流的关系、对计算机主要部件的工作过程有较清楚的了解。第二阶段要求学生运用EDA技术，采用ALTERA公司的MAX+PLUSII软件或QuartusII软件，自己设计一台指令功能完备的模型计算机，下载到本实验系统提供的FLEX1OK系列芯片上，并调试成功，最后通过检查验收程序，写出报告。二、设计内容，学时分配与组织公设计（或实践）项目学时每组内容提要备注号名称分配人数熟悉挂总线的逻辑器件的特性和总线传送的逻辑总线，存储器实验4学时实现方法：掌握静态半导体存储器的存取方法。熟悉运算器的数据传送通路：完成几种逻辑运算2运算器实验4学时1操作，加深对运算器工作原理的理解自行规定数据格式和指令格式，在所提供的条件微程序控制的模型范围内设计一台能够实现基本指令的微程序控制3计算机的设计与调的模型计算机。通过对模型计算机的设计和调试，40学时2试加深对计算机各部件工作原理的认识。掌握运用EDA技术进行设计和调试的工作方法。