“计算机综合课程设计”

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一、实验台简介
（一）、项目介绍
        提高学生面向系统的分析和设计能力，已经成为当代大学发展的一个共识。近几年，从FPGA技术的发展到SOC概念的提出，基于软硬件结合的协同开发技术已成为目前计算机专业的发展趋势之一。认识到这一点，国外的著名高校，如加州大学伯克利分校等，纷纷开展了自己的本科生软硬件综合能力实践。我校计算机科学与工程学院也在国内率先借鉴这一思路，开设了“计算机系统综合课程设计”实践环节，使学生在嵌入式专用芯片设计、计算机接口电路的设计、嵌入式系统的软硬件协同设计和计算机系统软件设计等方面得到很好的训练，培养出高素质的，具有创新思维与综合能力，符合当前时代需要的人才。
（二）、技术指标
1.系统特点
        可用于常规的FPGA实验。系统提供了通用的FPGA芯片以及基础的接口部件，如键盘，led灯，数码管等等，适合常规的简单的接口编程实验。
        先进的EDA技术的引入。在设计中，我们才用了先进的soc的设计思路，采用硬件描述语言来进行硬件设计，并通过软件仿真模拟系统以验证正确性，将EDA的设计全软件化，方便，快捷。在系统实现时，采用Logic Lock技术，将硬件的设计模块化，提高设计的稳定性和重用性。
        系统高度的开放性和可扩展性。以FPGA为核心的系统设计具有相当优越的开放性和扩展性，学生可以根据需要对系统进行裁减和扩展，只需要将系统内核进行相应的修改和扩展，重新编译下载即可，无需添加新的硬件。
        系统具有防掉电数据丢失的设计。由于FPGA本身在掉电情况下会丢失数据，我们采用了flash存储器，支持AS方式的下载，达到掉电后也能保持数据的目的。
        系统连线可靠。主系统全部采用硬步线的方法连接，并行线路也采用了一定的措施预防串扰。在扩展方面，系统采用了扁平电缆代替传统的插线，提高了连线的可靠性。
2.实验项目
        1）CPU设计实验。
        2）接口电路设计实验。
        3）VLSI的相关设计。
        4) NIOS II嵌入式系统的简单实验。
        5) SOC及相关BIOS和汇编器（编译器）的设计。

二、实验教材
（一）、实验教材封面

（二）、内容简介
    本书本着立足系统、软硬结合、鼓励创新、重于实践为目的，以一个实际的SoC（片上系统）系统的设计为例，介绍了如何进行软硬件协同设计。具体叙述了一个带有可执行31条MIPS指令的CPU和若干接口部件所组成的SoC芯片MiniSys的设计过程，以及在该芯片上运行的BIOS与汇编器的设计方法。读者通过本教材的学习，不仅学会一个实际的简单嵌入式SoC系统MiniSys从硬件到软件的整个开发过程，还能加深对计算机系统的原理与设计方法的理解。
    本书可作为高等院校计算机专业计算机系统综合课程设计的教材，对工程技术人员也具有参考价值。

    本教材编写人员：
    主编：杨全胜
    主审：邢汉承
    参加编写的人员
    王晓蔚、翟玉庆、张志政、吴强
（三）、本书特色
    1. 先进的理念：全书立足系统、软硬结合、鼓励创新、重于实践，是国内少有的全面介绍SoC硬件和系统软件设计的书籍。
    2. 实用的编排：全书以一个实际的SoC（片上系统）设计为例，介绍了如何进行软硬件协同设计。读者看书的过程就是自行设计一个简单SoC的过程。
    3. 翔实的内容：全书给出了给出了设计中的详细原理和结构框图，并给出了经过调试通过的绝大部分软、硬件代码和详细的注释，利于读者学习。
    4. 分层次的思考题：课后思考题分为多种层次，适合不同基础的读者根据思考题从不同角度完善书中设计，鼓励基础好的读者进行创新性的设计和探索。适合作为高校计算机专业相关课程的教学。
    5. 图文并茂：大量配置的图形能够言简意赅地标明书中要表达的内容，为读者提供方便。
    6. 理论与实践的结合：读者通过本书的学习，不仅学会一个实际的简单嵌入式SoC系统MiniSys从硬件到软件的整个开发过程，还能加深对计算机系统的原理与设计方法的理解。
三、所获奖励

	2008年“计算机专业面向系统的创新实践人才培养的研究”获东南大学教学成果二等奖
	2008年“计算机系统综合设计学习网站”获2008年东南大学多媒体教学课件竞赛二等奖
	2007年获得东南大学教学奖一等奖。
	2007年“计算机学科研究型优秀人才培养模式的探索与实践”获东南大学教学成果二等奖
	2007年获得东南大学教学奖一等奖。
	“大学计算机基础教学方法及教材建设研究与实践” 东南大学教学成果三等奖
	“计算机学科研究型人才培养探索与实践” 东南大学教学成果二等奖
	“《计算机系统综合设计》课程开放式教学模式实践” 东南大学教学成果二等奖
	开放模式下的“计算机系统综合设计”教学实践全国青年教师计算机教育优秀论文评比优秀奖
	2004年“多媒体技术”网络课程获江苏省高校第二届“方正奥思杯”多媒体教学课件竞赛多媒体教学好课件奖。
	“多媒体技术”网络课程，获得江苏省优秀课件奖，东南大学多媒体课件竞赛二等奖
	2004年获东南大学教学奖一等奖
	2004年获东南大学三育人积极分子
	2003年获东南大学教学奖二等奖
	2002年获东南大学教学奖二等奖
	2001年东南大学教学奖二等奖
	计算机硬件系列课程群，获得东南大学优秀课程群奖
	计算机硬件系列课程群，获得江苏省优秀课程群奖

三、对外交流

	翟玉庆教授在2007年全国计算机系主任论坛上的发言
	杨全胜副教授在2008年全国计算机实践教学论坛上的发言

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