硬件虛擬平臺

時(shí)間：2018-11-27作者：北京天演融智軟件有限公司瀏覽：591

硬件虛擬平臺

     隨著虛擬化的高速發(fā)展，基于云端的硬件虛擬平臺成了各高校的需求所在。這種移動實(shí)驗(yàn)室讓學(xué)生不管在不在實(shí)驗(yàn)室，都能完成自己的實(shí)驗(yàn)。既能提高學(xué)生實(shí)際操作能力，理論結(jié)合實(shí)踐，也方便教師管理和評估學(xué)生學(xué)習(xí)情況。因此，開放性實(shí)驗(yàn)室已成為高校實(shí)驗(yàn)室發(fā)展的必然趨勢。

     基于云端的硬件虛擬平臺解決方案，將學(xué)生實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目通過互聯(lián)網(wǎng)上傳至云端服務(wù)器的實(shí)驗(yàn)板卡，并實(shí)時(shí)反饋實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而實(shí)現(xiàn)了學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的在線化、開放化，為學(xué)生實(shí)踐學(xué)習(xí)和老師實(shí)驗(yàn)課程管理提供了較大的便捷，也為高校實(shí)驗(yàn)室改革提供了理想解決方案。

實(shí)驗(yàn)室建設(shè)架構(gòu)

基于云端的硬件實(shí)驗(yàn)平臺架構(gòu)如下

• 遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)區(qū)與學(xué)生實(shí)驗(yàn)區(qū)

  遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)區(qū)與學(xué)生實(shí)驗(yàn)區(qū)都統(tǒng)一安裝“遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)客戶端”（簡稱學(xué)生機(jī)），實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)平臺的集中訪問。

• 教學(xué)演示區(qū)

  為了在實(shí)驗(yàn)中較好地對學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)輔導(dǎo)及培訓(xùn)，教師教學(xué)區(qū)部署一臺教師機(jī)，用以教師登錄并對學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行管理。

• 設(shè)備服務(wù)區(qū)

  設(shè)備服務(wù)區(qū)采用機(jī)柜統(tǒng)一部署實(shí)驗(yàn)室的各種硬件設(shè)備，其中包括遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)接入設(shè)備、FPGA硬件設(shè)備單元等。

硬件組成

• 遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)接入設(shè)備

  遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)接入設(shè)備（簡稱接入設(shè)備）采用服務(wù)器實(shí)現(xiàn)，負(fù)責(zé)管理多個(gè)FPGA硬件設(shè)備單元并運(yùn)行服務(wù)器軟件，實(shí)現(xiàn)學(xué)生客戶端的登陸管理、動態(tài)分配FPGA硬件設(shè)備、程序提交與下載、記錄學(xué)生操作記錄等。并將客戶端的請求和操作以指令的形式發(fā)送到FPGA硬件設(shè)備單元。
  
  遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)接入設(shè)備（簡稱接入設(shè)備）采用服務(wù)器實(shí)現(xiàn)，負(fù)責(zé)管理多個(gè)FPGA硬件設(shè)備單元并運(yùn)行服務(wù)器軟件，實(shí)現(xiàn)學(xué)生客戶端的登陸管理、動態(tài)分配FPGA硬件設(shè)備、程序提交與下載、記錄學(xué)生操作記錄等。并將客戶端的請求和操作以指令的形式發(fā)送到FPGA硬件設(shè)備單元。

• FPGA硬件設(shè)備單元

  遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)接入設(shè)備（簡稱接入設(shè)備）采用服務(wù)器實(shí)現(xiàn)，負(fù)責(zé)管理多個(gè)FPGA硬件設(shè)備單元并運(yùn)行服務(wù)器軟件，實(shí)現(xiàn)學(xué)生客戶端的登陸管理、動態(tài)分配FPGA硬件設(shè)備、程序提交與下載、記錄學(xué)生操作記錄等。并將客戶端的請求和操作以指令的形式發(fā)送到FPGA硬件設(shè)備單元。

軟件組成

軟件部分包括服務(wù)器與客戶端兩大部分，客戶端軟件又分為學(xué)生機(jī)和教師機(jī)兩部分。

• 服務(wù)器軟件

  服務(wù)器軟件運(yùn)行在遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)接入設(shè)備的服務(wù)器中，負(fù)責(zé)響應(yīng)遠(yuǎn)程客戶端的請求，并對FPGA硬件設(shè)備單元進(jìn)行管理。

• 學(xué)生機(jī)軟件

  學(xué)生機(jī)軟件提供了學(xué)生賬號注冊、登錄、設(shè)備連接、實(shí)驗(yàn)程序上傳、實(shí)驗(yàn)界面、實(shí)驗(yàn)輸入設(shè)置、輸出監(jiān)控等功能。

• 教師機(jī)軟件

  教師機(jī)軟件提供了登錄、學(xué)生信息監(jiān)控、學(xué)生操作記錄監(jiān)控、實(shí)驗(yàn)管理、FPGA板卡連接狀態(tài)監(jiān)控、學(xué)生實(shí)時(shí)操作信息監(jiān)控等功能。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容介紹

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為3部分：數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)及綜合CPU實(shí)驗(yàn)。

• 數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括：3-8譯碼器、4選1多路選擇器、異步清零同步使能加法計(jì)數(shù)器、數(shù)碼管顯示電路、整數(shù)分頻器、加減法運(yùn)算器、狀態(tài)機(jī)、七人表決器、四人搶答器、可控脈沖發(fā)生器。

• 計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)包括：編碼實(shí)驗(yàn)、加法器設(shè)計(jì)（逐級進(jìn)位、**前進(jìn)位）、乘法器設(shè)計(jì)、運(yùn)算器設(shè)計(jì)、ROM、RAM、STACK、FIFO。

• 綜合CPU實(shí)驗(yàn)包括：RISC-CPU兼控制器和數(shù)據(jù)通道實(shí)驗(yàn)、流水線CPU實(shí)驗(yàn)及其他數(shù)字邏輯綜合實(shí)驗(yàn)。

• 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涵蓋全面內(nèi)容詳實(shí)，配套實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和全套源代碼，較大程度方便老師教學(xué)和學(xué)生*。

優(yōu)點(diǎn)

• 遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)硬件實(shí)驗(yàn)

  1.用客戶端軟件遠(yuǎn)程操作硬件實(shí)驗(yàn)平臺 
  2.隨時(shí)隨地通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行編程實(shí)驗(yàn) 
  3.客戶端提供多樣的實(shí)驗(yàn)操作手段，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

  遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)管理

  1.教師遠(yuǎn)程查看學(xué)生的操作記錄，并可以根據(jù)時(shí)間段查詢*用戶的操作信息 
  2.在實(shí)驗(yàn)管理界面，教師可以選擇某個(gè)實(shí)驗(yàn)查看學(xué)生的完成情況，導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)列表等 
  3.遠(yuǎn)程對學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行打分和評論

• 基于**的數(shù)字硬件技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)

  1.大規(guī)模可編程器件FPGA為實(shí)驗(yàn)**器件 
  2.使用硬件描述語言及EDA相關(guān)工具 
  3.**的統(tǒng)一的硬件平臺:EDA、數(shù)字邏輯、
     計(jì)算機(jī)組成原理、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)等


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• 詞條

  詞條說明

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