TEC-2000 计算机组成原理实验系统
TEC — 2000计算机组成原理教学机实验系统由清华大学计算机系研制。可用于电大、本科、硕士研究生计算机 组成原理课程教学实验,对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 生的计算机系统综合设计能力都有很大帮助。该实验系统有八位机和十六位机两种机型。每种机型都支 持组合逻辑和微程序两种控制器方案。
一. 主要技术指标 :
(1) 机器字长 8位或16位, 即运算器、主存、数据总线均可以是8位或16位,但地址总线都是16位。8位机和16位机是完全不兼容的 两种计算机系统.
(2) 指令系统,指令系统分为 8位或16位两种,支持多种基本寻址方式。其中部分指令已实现, 用于设计监控程序和用户的常规汇编程序, 尚保留多条指令供用户自己实现。
(3) 主存最大寻址空间是 36K字节(8位机)或18K字(16位机), 基本容量为8K字节或16位的字的ROM和2K字节或16位的字的RAM存储区域。 8位机和16位机都可进行主存储器扩展实验。
(4) 运算器由 2 片 (8 位机 ) 或 4 片 (16 位机 ) 位片结构器件 AM2901 级联而成 , 片间用串行进位方式传递进位信号。 ALU 实现 8 种算术与逻辑运算功能 , 内部包括 16 个双端口读出、单端口写入的通用寄存器 , 和一个能自行移位的乘商寄存器。设置 C 、 Z 、 V 、 S 四个状态标志位。
(5) 控制器采用微程序和硬布线两种控制方案实现 , 用户可根据自己的需要选择。在做控制器实验时,用户可按基本指令的格式和流程扩展指令,编写程序 使新老指令同时运行。
(6) 主机上安装有一路 INTEL8251 串行接口,可直接接计算机终端 , 或接入一台 PC 机作为自己的仿真终端。选用了 MAX202 倍压线路,以避免使用 +12V 和 -12V 电源。另保留一路为用户扩展用。用户可完成串口初始化,双机通讯等实验。
(7) 主机可完成三级中断实验和中断嵌套实验 .
(8) 在主板上设置了一些扩展实验用的器件插座 , 提供扩展内存和各种输入 / 输出接口实验所需的地址、数据和控制等信号 , 以便支持在主板上完成这类扩展实验。
(9) 提供最齐全的设计、实现、操作使用的资料。包括逻辑图、可编程器件的逻辑内容 , 指令格式与功能 , 微指令格式及微程序清单 , 组合逻辑的指令执行流程表及化简后的全部逻辑表达式 , 监控程序的源码等内容 , 还包括对上述内容必要的文字说明,还可以提供 PC 机仿真终端程序、交叉汇编程序源程序清单。
(10) 提供配套的教师用书 , 把一些在讲课中应强调的内容 , 各基本实验项目的参考答案等汇集在一起,给出各基本实验的详细的操作步骤 , 以减轻讲课与辅导实验教师的备课负担。
二.实验内容
TEC—2000 支持的实验分为基本实验和可选实验,基本实验指学习计算机组成原理课通常要完成的实验项目 , 通过这些实验可达到学习基本原理和训练基本技能目的。可选实验是指教学机支持的那些难度较大需要 较长时间完成的实验项目,这些实验可作为课程设计的内容或用作毕业设计的题目。
基本实验
1. 基础汇编语言程序设计
2. 脱机运算器实验
3. 组合逻辑控制器实验
4. 主存储器实验
5. 串行口输入输出实验
6. 中断实验
7 .微程序控制器实验
可选实验(课程设计、毕业设计)
1. 故障诊断的设计与实现
2. 用一台正确运行的实验机辅助调试另一台实验机
3. 实验机的监控程序、交叉汇编程序的修改与扩充的实验
4. 扩充的输入 /输出接口、设备与驱动程序的实验
5. 设计与实现一套全新指令系统的 CPU
6. 软盘驱动器的接口与驱动线路实验
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