传统的流水线CPU设计实验面临着两大挑战:(1)CPU内部微观结构和指令执行过程不可见,无法直观展示流水线CPU设计的关键问题以及数据前递、流水线暂停等关键技术的基本原理,影响了问题理解和原理掌握的效率。(2)EDA工具安装使用繁琐、实验结果正确性完全依赖人工检查,影响了流水线CPU设计与实现的效率。这两个挑战导致学生较难在传统实验模式下完成流水线CPU关键技术实验。 为了应对上述两个挑战,提高流水线CPU关键技术实验“教”、“学”效率,提升学生计算机系统能力水平和复杂工程问题解决能力,自主创新研发了以“微观具象”和“硬件描述语言自动评测”为特色的流水线CPU关键技术虚拟仿真实验平台,并设计了以“计算机系统能力培养”为特色的实验内容。