基于IP核和EDA软件的实验平台制造技术

本发明专利技术提供一种基于IP核和EDA软件的实验平台，包括控制器IP核功能模块组、数据通路IP核功能模块组和时序电路IP核功能模块组；所述控制器IP核功能模块组、数据通路IP核功能模块组和时序电路IP核功能模块组内的各个IP核模块之间可通过EDA工具软件的信号线连接。本发明专利技术不仅为学生提供了动手实践功能，学生能基于EDA工具软件进行各IP核的组合连接，帮助学生更好的理解实验课程，并加强对教学知识的记忆；而且，还能在信息正常流动前提下，通过IP核模块的组合和连接及IP核模块扩展构建更高复杂度的功能部件，探索尝试不同的计算机硬件结构与信息传输通路设计，进而实现创新设计能力的拓展。

Experimental platform based on IP kernel and EDA software

The invention provides an experimental platform for IP core based on EDA software, including the controller IP core function modules, data access IP core function modules and timing circuit IP core function modules; each module is connected between the IP core controller IP core function modules, data access IP core function modules and sequential circuits IP the nuclear function modules within the group can be connected through the signal line of EDA software. The invention not only provides students with hands-on practice, students can EDA software based on the IP core of the combination, the understanding of the experimental courses to help students better, and to strengthen the teaching of knowledge and information, but also in the memory; the normal flow of the premise, through the combination of IP and IP core module and connection module of nuclear expansion construction of functional components of higher complexity, attempts to explore the structure of computer hardware and information transmission channel with different design, development and to realize the innovation of design ability.

【技术实现步骤摘要】
基于IP核和EDA软件的实验平台
本专利技术涉及计算机组成原理的实验平台，具体说的是基于IP核和EDA软件的实验平台。
技术介绍
计算机组成原理是计算机及电子信息类专业的一门重要专业基础课，目前该课程的实验平台有多种，并主要以硬件实验箱形式为主，如清华大学科教仪器厂的TEC-8计算机组成实验箱，TEC-5计算机组成实验箱等，在这些实验箱平台上用于构成模型机的功能模块及各个功能模块之间的信息传输通路往往已经预先连接或大部分预先连接好，学生主要在这些固定数据通路中完成验证性及局部扩展性实验，无法真正参与到计算机各功能部件及整机系统的设计中，对系统功能的进一步扩展及创新性探索尝试不易实现。而功能部件的组成及构成功能部件的各个子功能模块的连接是正确理解计算机工作原理的一项重要内容，将子功能模块的选择及连接工作交给学生参与，对理解计算机工作过程及提升创新设计能力是非常有益的。集成电路技术的发展，EDA技术在现代电子设计中获得广泛应用，借助EDA工具平台和硬件描述语言可以快速搭建系统，经简单综合和布局烧录至可编程芯片测试，是现代IC设计验证的技术主流。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种基于IP核和EDA软件的实验平台，提高学生思维拓展性和创新性，所提供的IP核以硬件描述语言描述方式为主。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：基于IP核和EDA软件的实验平台，包括控制器IP核功能模块组、数据通路IP核功能模块组和时序电路IP核功能模块组；所述控制器IP核功能模块组、数据通路IP核功能模块组和时序电路IP核功能模块组内的各个IP核模块之间可通过EDA工具软件的信号线连接。本专利技术的有益效果在于：区别于现有技术的计算机组成原理实验平台以硬件试验箱形式为主，且模块之间信息传输通路都已预先连接完成，无法实现学生真正参与到计算机各功能部件及整机系统的设计中，并对系统功能的进一步扩展及创新性探索尝试不足。本专利技术基于IP核和EDA软件的实验平台，提供有控制器IP核功能模块组、数据通路IP核功能模块和时序电路IP核功能模块组，上述各模块组内的各个IP核模块之间的信息传输通路为开放式架构，可由EDA工具软件提供的信号线连接功能实现各个IP核功能模块之间的组合连接，为学生提供一个自主实践的实验平台。学生可以根据不同的实验项目选择相应IP核模块并搭建与综合性功能部件相适应的数据通路，通过EDA工具软件的仿真功能可以观察到信息在各IP核之间的流动过程，帮助更好地理解实验课程；在此基础上，还能进一步地拓展IP核功能，进行更多创新性设计；从而有效地培养学生的工程实践动手能力以及创新设计能力。附图说明图1为本专利技术基于IP核和EDA软件的实验平台的功能模块组组成示意图；图2为本专利技术的控制器IP核功能模块组的IP核模块组成示意图；图3为本专利技术的数据通路IP核功能模块组的IP核模块组成示意图；图4为本专利技术的时序电路IP核功能模块组的IP核模块组成示意图；图5为本专利技术实施例二双总线结构的计算机模型系统组成示意图；图6为本专利技术实施例三改进型双总线结构的计算机模型系统组成示意图。标号说明：1、控制器IP核功能模块组；2、数据通路IP核功能模块组；3、时序电路IP核功能模块组；11、程序计数器IP核；12、指令寄存器IP核；13、地址转移逻辑IP核；14、控制存储器IP核；15、微指令寄存器IP核；21、算术逻辑单元IP核；22、存储器IP核；23、存储器地址寄存器IP核；24、存储器数据寄存器IP核；25、通用寄存器组IP核；26、暂存器IP核；27、三态门电路IP核；28、第一暂存器IP核；29、第二暂存器IP核；30、指令存储器IP核；31、单步节拍信号发生器IP核；32、连续节拍信号发生器IP核。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。本专利技术最关键的构思在于：提供有控制器IP核功能模块组、数据通路IP核功能模块组和时序电路IP核功能模块组，上述各模块组内的各个IP核模块之间的信息传输通路为开放式架构，可由EDA工具软件提供的信号线连接功能实现各个IP核模块之间的组合连接。本专利技术涉及的技术术语解释:请参照图1，本专利技术提供在基于IP核和EDA软件的实验平台，包括控制器IP核功能模块组1、数据通路IP核功能模块组2和时序电路IP核功能模块组3；所述控制器IP核功能模块组1、数据通路IP核功能模块组2和时序电路IP核功能模块组3内的各个IP核模块之间可通过EDA工具软件的信号线连接。从上述描述可知，本专利技术的有益效果在于：基于软件形式的实验平台，相比硬件结构的实验箱，具有操作便利、不易损坏、优化操作体验等优点；同时，为学生提供了动手实践功能，学生能基于EDA工具软件进行各IP核的组合连接，帮助学生更好的理解实验课程，并加强对教学知识的记忆；进一步的，还能在信息正常流动前提下，通过IP核模块的组合和连接及IP核模块扩展构建更高复杂度的功能部件；可以通过IP核模块的合理调用与连接、或进行功能扩展，探索尝试不同的计算机硬件结构与信息传输通路设计，进而实现创新设计能力的拓展。进一步的，如图2所示，所述控制器IP核功能模块组1包括程序计数器IP核11、指令寄存器IP核12、地址转移逻辑IP核13、控制存储器IP核14以及微指令寄存器IP核15。进一步的，如图3所示，所述数据通路IP核功能模块组2包括算术逻辑单元IP核21、存储器IP核22、存储器地址寄存器IP核23、存储器数据寄存器IP核24、通用寄存器组IP核25、暂存器IP核26以及三态门电路IP核27。进一步的，所述程序计数器IP核11、指令寄存器IP核12、地址转移逻辑IP核13、控制存储器IP核14以及微指令寄存器IP核15的个数均为两个以上。进一步的，所述算术逻辑单元IP核21、存储器IP核22、存储器地址寄存器IP核23、存储器数据寄存器IP核24、通用寄存器组IP核25、暂存器IP核26以及三态门电路IP核27的个数均为两个以上。由上述描述可知，提供各种控制器IP核模块和各种数据通路IP核模块，学生可依据不同实验项目选择相应IP核模块进行组合连接，完成所需计算机模型的构建。本专利技术种类繁多的IP核模块不仅能够很好的满足日常实验项目的需求，而且为创新性拓展设计提供了支持。进一步的，还包括测试芯片，所述测试芯片用于对所设计的计算机模型进行功能测试；所述计算机模型由两个以上的IP核模块通过信号线连接构成。由上述描述可知，本专利技术还提供对实验结果进行验证功能，能够通过仿真或综合适配后下载至可编程测试芯片的计算机模型进行功能验证，当场验证其可行性，并从多角度展现信息传输的基本过程。实施例一请参照图1，本实施例提供一种基于IP核和EDA软件的实验平台，适用于实验教学，为学生提供开放式计算机组成原理实验室。本实施例的实验平台是基于EDA软件平台实现，包括控制器IP核功能模块组1、数据通路IP核功能模块组2和时序电路IP核功能模块组3三大基础IP核功能模块组；如图2所示，所述控制器IP核功能模块组1包括以下IP核模块：程序计数器IP核11，用于存放将要运行的指令的地址；指令寄存器IP核12，用于存放从存储器中取出的指令；地址转移逻辑IP核1本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于IP核和EDA软件的实验平台，其特征在于，包括控制器IP核功能模块组、数据通路IP核功能模块组和时序电路IP核功能模块组；所述控制器IP核功能模块组、数据通路IP核功能模块组和时序电路IP核功能模块组内的各个IP核模块之间可通过EDA工具软件的信号线连接。

【技术特征摘要】
1.基于IP核和EDA软件的实验平台，其特征在于，包括控制器IP核功能模块组、数据通路IP核功能模块组和时序电路IP核功能模块组；所述控制器IP核功能模块组、数据通路IP核功能模块组和时序电路IP核功能模块组内的各个IP核模块之间可通过EDA工具软件的信号线连接。2.如权利要求1所述的基于IP核和EDA软件的实验平台，其特征在于，所述控制器IP核功能模块组包括程序计数器IP核、指令寄存器IP核、地址转移逻辑IP核、控制存储器IP核以及微指令寄存器IP核。3.如权利要求2所述的基于IP核和EDA软件的实验平台，其特征在于，所述程序计数器IP核、指令寄存器IP核、地址转移逻辑IP核、控制存储器IP核以及微指令寄存器IP核的个数均为两个以上。4.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈家祯，郑子华，叶锋，连桂仁，吴为民，许力，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：发明
国别省市：福建,35