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详细介绍
现代微机中早已没有了早期PC机中离散的接口器件了（如8255、8237等芯片，尽管还保留了它们的功能），但在教学和实验中就不应仅仅围绕这些早期的离散器件来进行，而是应该把它们作为微机SOC整体中的一个部分来认识和讨论；
◆ 与上世纪80年代的电子技术水平*不同，现在已进入了电子设计自动化的时代，不仅诸如8255、8237、8254这样的接口器件可以利用EDA技术进行自主设计，即使是CPU这样的大规模芯片，乃至整个SOC微机系统，用户也同样能自主构建。所有这些也应该在教学内容和实验中有所反应，因为这些内容将使学生深化对微机原理和接口器件的认识。
◆ 对于这门课程，现在仍然沿袭早期的孤立和被动地认知微机原理和学习接口技术的教学方法。所谓孤立，就是不与其他的学科，如计算机组成、嵌入式系统、EDA技术、SOC技术等，有任何相关性，即无法与其他学科体系进行有机融合；所谓被动，就是只是单向地学会使用一些现成的接口器件和接口技术，而无法主动地自主设计新的接口器件和给出新的接口技术。这势必*地限制了学生的视野，约束了他们的创新意识。这一切都必须在这门课程中引入全新的内容加以改变。
一、模块化微机原理与接口技术实验与SOC设计综合开发系统
SOC片上系统8088完成的实验：
◇ 8255可编程I/O核的构建，硬件实验，以及8088 CPU与8255接口的硬件构建及软件设计实验，和相关接口实验；
◇ 8253定时器核的构建，硬件实验，以及8088 CPU与8253接口的硬件构建及软件设计实验，和相关接口实验；
◇ 8237 DMA核的构建，硬件实验，以及8088 CPU与8237接口的硬件构建及软件设计实验，和相关接口实验；
◇ 8259中断控制核的构建，硬件实验，以及8088 CPU与8259接口的硬件构建及软件设计实验，和相关接口实验；
◇ 8250 UART串行通信核的构建，硬件实验，以及8088 CPU与8250接口的硬件构建及软件设计实验，和相关接口实验；
◇ 8088与所有IP核构建综合系统的硬件实验以及软件实验：多首歌曲演奏设计实验；
◇ 8088与所有IP核构建综合系统的硬件实验以及软件实验：GPS应用设计实验；
◇ 8086与所有IP核构建综合系统的硬件实验以及软件实验，BIOS ROM建立，MS-DOS操作系统启动；
◇ 8086与所有IP核构建综合系统的硬件实验以及软件实验，VGA显示，PS2键盘控制，DOS命令控制接口及WINDOWS系统及相关软件运行；
◇ 8086与所有IP核构建综合系统的硬件实验以及软件实验，8086嵌入式系统TURBO C调试实验。
◇ 基于8086/8088和其他所有接口模块的自主创新实验。
… …等等
模块化微机原理与接口技术SOC实验系统KX_MCD55的结构框图。通常，诸如微机原理与接口技术、计算机组成原理、EDA技术、单片机技术或SOPC实验等传统实验平台多数是整体结构型的，虽也可完成多种类型实验，但由于整体结构不可变动，实验项目和类型是预先设定和固定的，很难有自主发挥的余地，因此主要是完成一些验证性实验。如果学生的创新思想与创新设计与实验系统的结构不吻合，便无法在此平台上获得验证。
模块化结构给出了的解决方案：
○ 在实验和创新实践中，能提供用于构建微机系统中必须的逻辑和存储器资源，丰富到足以涵盖微机系统任何逻辑规模的结构以及学生的创造力所及的任何形式的设计项目。
○ 在外围接口方面，除大量丰富的接口模块，如VGA、PS2、USB、SD卡、RS232串口、语音处理、AD/DA等等现成的模块外，还提供能适应实验者随时根据自己的创新实验需要，自主安排和设计新功能模块的标准接口。
○ 从微机原理与接口技术这一课程的性质可以看出，将实验硬件平台定位于大规模逻辑容量的Cyclone III系列FPGA，在硬件测试，软件调试，软硬件联合测试与验证方面是十分必须的，特别是基于Quartus II平台的强大的测试工具，如Signal Tap II、In-System Sources and Probes 和In-System Memory Content Editor等具有不可替代的功能。
此外，特别要指出的是，KX_MCD55系统在除了适用于此教材中涉及的所有验证性实验和自主设计性实践项目外，还能很专业地包涵诸如数字系统实验、EDA技术实验、VHDL/Verilog硬件描述语言应用实验、SOPC开发和各类IP应用等。
与《微机原理与接口技术——原理、技术与SOC实现》教材配套的实验开发与创新设计的设备是：
型号:DL07-MCD10完成以下实验：
▲ 现代计算机组成原理与设计的基础实验，包括各组成部件，如ALU、移位寄存器、总线控制器等的设计与测试； ▲ 基于微指令的8位CISC模型计算机设计与测试。即将传统计算机组成原理实验中的8位模型机完整实现于一片FPGA中，并利用QuartusII的实时测试工具，如Signal Tap II和In-System Sources and Probes进行硬件测试； |
▲ 基于状态机控制指令的16位CISC CPU设计与测试,包括CPU创新设计竞赛实践项目；
▲ 基于流水线架构的16位RISC 精简指令CPU设计，与相关实验；
▲ 基于32位Nios II嵌入式处理器和Qsys开发环境的SOPC实验与开发；
▲ 基于Open RISC 1200系列的32位RISC处理器嵌入式SOC系统实验与开发；
▲ 基于8088/8086 IP核的微机SOC系统，以及8253定时器IP核、8237 DMA IP核、8259中断控制IP核、8255可编程I/O IP核和8250 UART串行通信IP软核构建的SOC微机系统；此FPGA内部SRAM中含BIOS启动ROM、显示缓存、PS2缓存等；能启动MS-DOS操作系统和Windows操作系统，在VGA显示器上用PS2键盘和鼠标完成DOS和部分Windows命令及运行各种基于命令行的传统软件与视窗软件。
▲ 基于8051单片机IP核的SOC片上系统设计系列实验。
DL07-MCD10配置如下：
一、基本平台
编号:A 主系统
☆此平台多可同时插12 块模块板。
☆ DL07_USB-Blaster2型双功能编程器：(1)USB-Blaster编程下载功能(支持AS、PS、JTAG模式):1、对FPGA/CPLD进行配置或编程；2、对配置器件EPCSx编程；3、访问和编辑FPGA内部RAM；4、调试Nios2，完成SOPC设计；5、支持SignalTapII 嵌入式逻辑分析仪。
(2)USB到UART串行通信转换：1、通过USB与FPGA串行通信，实现PC与FPGA的串行通信，且无需RS232电平转换；2、通过USB与单片机的串行通信，实现PC与通用单片机的UART串行通信；3、通过USB
对STC等系列单片机进行直接编程开发，无需电平转换。
☆ ByteBlasterMV编程器一个（可对isp单片机编程）。
☆ 5功能智能逻辑笔：可显示高电平、低电平、中电平、高阻态、脉冲信号。注意有“高阻态”测试功能。
☆ 独立的标准时钟频率20个。20MHZ-0.5HZ。
☆ 电源有自动保护的+5V，+12V、-12V、、+3.3V、2.5V+、1.2V。
☆ 8个LED放光二级管，8个乒乓开关，扬声器。
☆ DDS信号输出口及幅度、偏移调谐。
编号:B1、FPGA模块一 |
| 此FPGA由含100万门的CycloneIII新型大规模FPGA EP3C10构成，2锁相环，44万RAM 位，5千LCs，EPCS4 4M Flash。超宽超高锁相环输出频率1300MHz至2kHz！，提供多种IP核：32位NiosII核、20MHz有源晶振等. FPGA板包含 8051/52 IP核。提供商业级全兼容MCS-51单片机IP核。利用此核，实验者可以实现传统单片机实验系统无法达到的SOC(片上系统)设计。即将单片机CPU、RAM、ROM以及其它各类接口电路模块设计在同一片FPGA中。此类技术对于对于面向*的就业十分必要。 8088、8086 CPU IP核。 8255A IP核模块；8255A IP核(I/O接口)；8253/8254 IP核(定时器)；8250 IP核(UART串行通信)；8237 IP核(DMA控制器)；8259 IP核(可编程中断控制器)，以及基于FPGA的RAM/ROM核、锁相环核等。这些IP核与8088CPU核相结合就能在单片FPGA中构成一个微机系统，从而学习到实用的SOC设计工程技术。FPGA中的8088核与MCS-31单片机核及其中的各种模块和核都能与以下各模块结合，实现不同类型的实验开发 |
编号:C6、MCS-51单片机模块 |
| 编号:C8、4X4+8个单脉冲综合键盘模块 |
| 编号:C9、7数码管串行静态显示模块 |
| 编号:C10、24位输出显示HEX模块 |
| 编号:C13、点阵式128X64液晶显示模块 |
编号:C14、字符式20X4液晶显示模块 |
编号:C16、普通A/D与D/A模块 |
编号:C21、SD+PS2+RS232+VGA显示接口模块 |
编号:C23、电机接口模块 |
编号:C26、双串行存储器+逻辑笔设计模块 |
编号:C27、SRAM/EPROM模块 |
编号:C29、GPS实验开发模块 |
编号:C30、看门狗定时器+时钟日历模块 |
编号:C32、交通灯模块 |
编号:C33、动态扫描模块 |
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