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服务说明 一、课程概述 《基于FPGA的计算机组成原理》是高校计算机、电子信息、人工智能、嵌入式工程等专业的核心硬核课程，区别于传统纯理论、模拟教具教学模式，本课程全程依托康芯KXMS65 FPGA可重构实验箱开展硬件级实操教学。以“Verilog硬件编程+逻辑重构+CPU架构搭建+整机调试”为核心，让学生从门电路、功能部件到自定义精简CPU，逐层搭建计算机硬件体系结构，真正吃透计算机底层运行机制，解决传统计组课程抽象难懂、看不见、摸不着的教学痛点。 二、FPGA实训课程 VS 传统计组课程｜核心优势 1、告别纸上谈兵，从理论记忆变为硬件搭建 传统计算机组成原理课程多依赖课件、仿真软件、老旧模拟实验台，学生只能记忆原理、背诵架构，无法直观理解硬件工作逻辑。基于康芯KXMS65实验箱的FPGA教学，支持学生亲手用硬件描述语言搭建运算器、寄存器、控制器、指令系统、总线架构，真正实现“自己造一台微型计算机”，原理理解更透彻、记忆更深刻。 2、硬件可重构，支持动态架构迭代教学 传统实验台电路固定、功能固化，实验项目单一、无法修改架构。KXMS65平台具备FPGA动态可重构特性，支持随时修改硬件逻辑、调整总线结构、增减指令集、优化CPU架构，可完成从最简单周期CPU、多周期CPU到流水线CPU的逐级迭代，适配递进式教学，满足基础实训、课程设计、创新拓展多层级需求。 3、软硬件协同教学，贴合现代芯片设计流程 传统课程只讲硬件原理、脱离工程实操；本课程基于FPGA平台实现Verilog编程、逻辑综合、板级调试、架构验证全流程工程训练，完全对标现代IC设计、FPGA开发、嵌入式底层开发的行业流程，让学生在校即可掌握工业级开发能力。 4、实验自由度高，支持创新设计与二次开发 传统教具功能固定、无拓展空间，学生只能按步骤做验证性实验。依托KXMS65丰富板载资源与可编程逻辑，学生可自主设计指令集、优化控制单元、搭建自定义总线、拓展外设交互，支持课程设计、科创项目、毕业设计个性化创新开发。 5、理论与实操高度对应，教学效率大幅提升 课程所有实验项目完全对标《计算机组成原理》主流教材章节，知识点全覆盖、实验点对点匹配，老师无需额外适配设备，可直接按教学大纲开课，学生随学随练、学完即会搭建，彻底解决传统课程“学不懂、听不懂、不会用”的难题。 三、课程配套实验内容（基于康芯KXMS65实验箱） 本课程所有实训项目全部基于康芯KXMS65 FPGA可重构实验箱开发适配，实验层级清晰、由浅入深，覆盖基础部件实验、核心部件设计、整机CPU搭建、综合系统设计四大模块，完全满足高校计组课程教学大纲要求。 1、基础逻辑与运算部件实验 包含逻辑门电路设计、加法器、减法器、ALU算术逻辑单元设计、移位运算、数据比较电路、多路选择器、寄存器组设计等基础实验，帮助学生掌握计算机最底层运算与存储单元工作原理。 2、存储与总线架构实验 支持ROM、RAM存储器读写设计、高速缓存模拟、总线仲裁、并行数据传输、地址译码电路实验，让学生直观理解计算机存储层级、总线调度与数据交互机制。 3、控制器与指令系统实验 包含指令译码电路、时序控制单元、微程序控制器、硬布线控制器设计、自定义指令集编写、指令执行流程仿真与板级验证，吃透CPU核心控制逻辑。 4、分级CPU架构搭建实验 依托KXMS65可重构硬件资源，逐层完成：单周期简易CPU搭建、多周期CPU设计、五级流水线CPU架构设计，实现指令取指、译码、执行、访存、写回完整流水线运行，完整复刻主流精简计算机架构。 5、综合系统拓展实验 支持CPU与外设联动调试、串口指令交互、数码管显示运行状态、自定义程序烧录运行、架构优化设计、故障排查调试等高阶综合项目，支撑课程设计与创新实训。 四、教学适配价值 康芯KXMS65 FPGA计算机组成原理实训平台，完美解决传统课程“抽象、固化、无创新、无实操”的教学短板，以可重构硬件+编程化搭建+可视化运行的全新教学模式，实现“原理可视化、硬件可搭建、架构可修改、项目可创新”。适用于本科、高职高专计算机类、电子信息类专业《计算机组成原理》必修课程实训、课程设计、期末实训、学科竞赛能力拔高，是高校计组课程现代化、工程化、创新化教学的标准实训平台。
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