2.1.1 龙芯CPU设计与体系结构教学实验系统

“龙芯CPU设计与体系结构教学实验系统”（以下简称“实验箱”）采用本地使用的方式，即用户可以将综合好的设计文件通过JTAG（联合测试工作组）线缆直接下载到实验箱的FPGA中并现场操作实验箱内FPGA开发板上的外设。

2.1.1.1 简介

打开实验箱，可以看到其内部有一块FPGA开发板（见图2.1中的A）与一系列配件和线缆，包括1个电源适配器（见图2.1中的B）、1根连接FPGA下载适配器的USB线缆（见图2.1中的C）、1根串口线（见图2.1中的D）、1个USB转串口接头（见图2.1中的E）1根USB延长线、（见图2.1中的F）和1根网线（见图2.1中的G）。完成本书第二部分的实践任务仅需要使用电源适配器（见图2.1中的B）和FPGA下载适配器的USB线缆（见图2.1中的C）。建议大家将其余线缆保持在最初的收纳状态，以防损坏、丢失。

图2.1 实验箱总体视图

当需要将综合好的二进制码流文件下载到实验箱进行调试时，请先将电源适配器的直流接口插入FPGA开发板上的电源插口（见图2.2中的A），并将FPGA下载适配器的USB线缆的方口插入FPGA开发板左侧下方的下载适配器接口中（参考图2.1中C线的连接），将该线缆的USB口连接到调试主机上，随后拨动FPGA开发板上的电源开关（见图2.2中的B），正常情况下可见FPGA开发板上电源指示灯（见图2.2中的C）亮起，表明FPGA开发板已经上电，可以进行后续操作。

FPGA开发板上的核心器件是中央偏左的FPGA芯片（见图2.2中的D）。实验箱选用的是Xilinx公司的一款Airtx-7系列的FPGA芯片，具体型号为XC7A200T-FBG676，其内部逻辑单元数目多，芯片引脚数目多，属于Airtx-7系列中的高端产品。

相比大多数用于嵌入式系统开发的Xilinx FPGA开发板，实验箱中所集成的FPGA开发板针对数字电路、组成原理、体系结构、操作系统等课程的实验教学需求，集成了丰富的外设，这些外设占据了开发板的大部分面积。这里仅介绍与本书实践任务相关的外设接口，包括：双色LED灯（见图2.2中的E）、单色LED灯（见图2.2中的F）、数码管（见图2.2中的G）、FPGA复位按键（见图2.2中的H）、拨码开关（见图2.2中的I）、脉冲开关（见图2.2中的J）和4×4键盘（见图2.2中的K）。读者若对其他接口感兴趣，可以参考附录A的介绍。

图2.2 实验箱FPGA开发板顶视图

2.1.1.2 实验箱使用注意事项

根据以往的使用情况，我们总结了一些实验箱的使用建议。