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计算机组成原理实验指导书 TEC-4 计算机组成原理实验系统 TEC-4 计算机组成原理实验系统由北京邮电大学计算机学院、清华大学同方教学仪器 设备公司、深圳拓普威电子技术有限公司联合研制。它是一个 8 位的计算机模型实验仪器， 可用于大专、本科、硕士研究生计算机组成原理课程、计算机系统结构课程的教学实验。 该仪器将提高学生的动手能力，提高学生对计算机整体和各组成部分的理解，提高学生对 计算机系统的综合设计能力。 一、TEC-4 计算机组成原理实验系统特点 1.计算机模型简单、实用，运算器数据通路、控制器、控制台各部分划分清晰。 2.计算机模型采用了数据总线和指令总线双总线体制，能够实现流水控制。 3.控制器有微程序控制器、硬联线控制器两种类型，每种类型又有流水和非流水两种 方案。 4.寄存器堆由 1 片 ispLSI1016 组成，运算器由 1 片 ispLSI1024 组成，设计新颖。 5.实验台上包括了 1 片在系统编程芯片 ispLSI1032，学生可用它实现硬联线控制器等 多种设计。 6.该系统能做运算器组成、双端口存储器、数据通路、微程序控制器、中断、CPU 组 成与指令执行等六个基本教学实验。 7.该系统能完成流水微程序控制器、硬联线控制器、流水硬联线控制器等三个大型课 程设计实验。 8.电源部分采用模块电源，重量轻，具有抗电源对地短路能力。 9.器件外部采用自锁紧累接接线方式，可靠性比面包板提高 5 倍。 1 计算机组成原理实验指导书 图 1 TEC-4 计算机组成原理实验系统 二、TEC-4 计算机组成原理实验系统的组成 TEC-4 计算机组成原理实验系统由下述六部分组成： 1.控制台 2.数据通路 3.控制器 4.用户自选器件试验区 5.时序电路 6.电源部分 下面分别对各组成部分予以介绍。 2 计算机组成原理实验指导书 三、电源 电源部分由一个模块电源、一个电源插座、一个电源开关和一个红色指示灯组成。电 源模块通过四个螺栓安装在实验台下面，它输出+5V 电压，最大负载电流3A，内置自恢复 保险功能，具有抗+5V 对地短路能力。电源插座用于接交流 220V 市电，插座内装有保险丝。 电源开关用于接通或者断开交流220V 市电。当电源模块输出+5V 时，点亮+5V 红色指示灯。 四、时序发生器 时序发生器产生计算机模型所需的时序。时序电路由一个 1MHz 晶体震荡器、2 片 GAL22V10 （U6 和 U7）组成，位于控制存储器的右边。根据本机设计，执行一条微指令需 要 4 个节拍脉冲 T1、T2、T3、T4，执行一条指令通常需要取指、送操作数、运算、写结果 四个节拍电位W1、W2、W3、W4，因此本机的基本时序如下： MF T1 T2 T3 T4 W1 W2 W3 W4 图2 基本时序图 基本时序图 图中，MF 是晶体震荡器产生的 1MHz 基本时钟，T1、T2、T3、T4 是数据通路和控制器 中各寄存器的节拍脉冲信号，印制板上已将它们和有关的寄存器连接。T1、T2、T3、T4 既 供微程序控制器使用，也供硬联线控制器使用。W1、W2、W3、W4 只供硬联线控制器作节拍 电位信号使用。 3