Стенд предназначен для проведения лабораторно-практических работ для студентов высших, средних и профессионально-технических учебных заведений с целью получения знаний, опыта и навыков работы с различными архитектурами ЭВМ. Выполняя работы на данном стенде, обучаемый изучает различные архитектуры ЭВМ, сравнивает их, выделяет зоны применения той или иной архитектуры, получает знания в разработке на ПЛИС, повышает свои знания в программировании на языках C, C++, Assembler, а также Verilog и VHDL. Работая на стенде, изучается работа с ПЗУ и ОЗУ в каждой архитектуре. На базе данного стенда можно разработать и собрать собственный микропроцессор со своей архитектурой.

Внешний вид стенда.

Состав

Базовая комплектация:

  1. Модуль «Архитектура ЭВМ» (1 шт.)
  2. Соединительные, приборные провода (20 шт.)
  3. Кабель USB 2.0 AM/BM (2 шт.)
  4. Комплект учебно-методических пособий (2 шт.)
  5. Программное обеспечение (1 компакт-диск).
Название комплектации Состав
АрхЭВМ Содержит базовую комплектацию, настольный вариант
АрхЭВМ-К Дополнительно к базовой комплектации АрхЭВМ содержит комплект персонального компьютера (системный блок, монитор, клавиатура и мышь)
АрхЭВМ-НОУТ Дополнительно к базовой комплектации АрхЭВМ содержит ноутбук

Функциональность стенда и его структура

На лицевой панели модуля выведены основные узлы и органы управления. Выводы на лицевой панели имеют защиту от неверной коммутации, что позволяет защитить порты микросхем от выхода из строя. Переключатели выполнены в виде емкостных кнопок, ввиду отсутствия механических элементов в данной технологии, ресурс таких кнопок практически неограничен.
Модуль «Архитектура ЭВМ»
Модуль содержит реальную микросхему фирмы Altera (семейство Cyclone IV) на которой синтезируется та или иная архитектура ЭВМ, средства отладки и программирования, а также набор периферийных устройств. Он позволяет студенту получить знания о различных архитектурах ЭВМ, интерфейсах периферийных устройств и работы с ними в различных архитектурах, а также навыки конфигурирования производимых промышленностью ПЛИС. Модуль представлен следующими функциональными частями:

  • Генератор логических уровней, с емкостным управлением (4 шт.)
  • 16-и канальный логический анализатор (1 шт.)
  • Семисегментный дисплей (1 шт.)
  • Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) (1 шт.)
  • Виртуальный COM-порт (1 шт.)
  • Потенциометры (2 шт.)
  • Светодиоды (4 шт.)
  • Пьезоизлучатель (1 шт.)
  • Память EEPROM (1шт.)
  • Память SDRAM (1 шт.)
  • Микросхема ПЛИС ALTERA Cyclone IV (1 шт.)

Учебно-методическая часть

Специально для стенда разработан комплект учебно-методических пособий, которые помогут изучить различные архитектуры ЭВМ, как в теории, так и на практике, ознакомиться с работой периферии в каждой архитектуре, дадут знания по разработке устройств с различной архитектурой, а также помогут с легкостью разобраться в работе стенда. Комплект учебно-методических пособий состоит из трёх руководств: теоретическое, управление стендом и лабораторный практикум. В теоретическом руководстве даётся описание каждой архитектуры, разбираются ее команды управления, описываются основные сведения о языке VHDL, описываются примеры работы с различными периферийными устройствами. Руководство по управлению описывает принципы работы с каждым узлом стенда и как применить полученные знания в теории на реальном оборудовании. В конечном итоге в рамках лабораторного практикума закрепляются знания, полученные от теоретического материала, и студенты подробно изучают различные команды в разнообразных архитектурах, пишут для них программы на различных языках программирования.

Лабораторный практикум

  1. Знакомство со стендом. Изучение структур программ, базовых команд, и типов данных для различных архитектур ЭВМ. Арифметические операции.
  2. Изучение и сравнение реализации команд логических операций в различных архитектурах ЭВМ.
  3. Изучение и сравнение реализации команд безусловных переходов в различных архитектурах ЭВМ.
  4. Изучение и сравнение условных операторов. Организация условных переходов в различных архитектурах ЭВМ.
  5. Изучение и сравнение организации циклов в различных архитектурах ЭВМ.
  6. Изучение и сравнение работы с памятью данных (запись, чтение, сортировка) в различных архитектурах ЭВМ.
  7. Работа повышенной сложности. Вычисление числа ПИ на различных архитектурах ЭВМ. Сравнение способов реализации расчета, скорости и точности вычисления.

Характеристики

Напряжение электропитания, В 5
Максимальное потребление тока, А 1
Диапазон рабочих температур, ºС, Гц-C +10 … +40
Габаритные размеры, ШхВхГ, мм 290 х 80 х 200
Количество мест для обучаемых 1