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实验系统特点: 1. TEC-4 计算机组成原理实验系统采用单板式结构、计算机模型简单、实用。计算机模型分为数据通路、控制器 ( 包括时序电路)、控制台、用户自定义区四部分，划分清晰，各部分之间采用可插、拨的导线连接，接 线 采用自锁紧累接方式，接线可靠。 2. 本机指令系统采用 4 位指令操作码，容纳 16 条指令，已实现了加、减、与、乘、存数、取数、转移、条件转移、停机、开中断和中断返回等 12 条指令，其他 4 条指令备用。 3. 数据通路采用双端口存储作为主存储器，实现了数据总线和指令总线双总线体制，能实现指令流水性能 。 4. 数据通路中的运算器采用一片 ispLSI1024 实现，寄存器堆采用采用一片 ispLSI1016 构成，设计新颖。运算器能完成加、减、与、直通、乘 5 运算，实现硬件乘法是本机的一大特色；寄存器堆内含 4 个 8 位寄存器，能同时进行两个端口读、一个端口写操作。 5. 控制器有微程序控制器或者组合逻辑控制器两种类型，每种类型又有流水和非流水两种方案。出厂时提 供的控制器是微程序控制器。由于控制器和数据通路之间采用可插、拔的导线连接，使用时学生可用自 己的控制器代替。学生设计的微程序控制器可以是常规微程序控制器，也可以是流水微程序控制器。 6. 实验台上提供了 1 片在系统编程芯片 ispLSI1032, ISP 器件具有在系统编程的特点，学生在 PC 计算机上设计完成自己的常规硬布线逻辑控制器或者流水硬布线逻辑控制器后，通过下载电缆下载到实 验台上的 ispLSI1032 中， ispLSI1032 就构成了新的控制器，用它代替原有的控制器实现对数据通路的控制。实现控制器设计的实验对学生提 高计算机系统综合设计能力将会有很大帮助。 7. 时序电路由 1 个 1MHz 晶体振荡器和 2 片 GAL22V10 构成。一条微程序时序上分为 4 拍。一条组合逻辑指令由 4 个周期组成，一个周期由 4 拍组成。 8. 控制台部分包含 8 个数据开关，用于置数功能； 16 个双位开关，用于置信号电平； 28 个 LED 指示灯，用于显示存储器左地址、右地址、数据总线、指令寄存器、微地址、微标志、进位 C 、中断允许樗。控制台上还有复位、启动和中断三个单脉冲发生器。控制台操作有五种操作模式:读存 储 器、写存储器、读寄存器、写寄存器、和启动程序运行。控制台上有单拍、单指令、单步开关，微指令 单拍、单指令和单步操作。 9. 实验台上有一片用户自选器件实验区，其中包含了若干双列直插器件的插座，供用户做中、小规模器件 使用。 10. 电源部分采用模块电源，重量轻，具有抗电源对地短路能力。 11. 接线采用自锁紧累接方式，接线可靠。 12. TEC － 4 计算机组成原理实验系统已申请专利保护，专利申请号 01202341.8 。 主要实验项目: 1. 运算器组成实验 2. 双端口存储器原理实验 3. 数据通路组成实验 4. 微程序控制器组成实验 5. CPU 组成与机器指令执行实验 6. 中断原理实验 7. 常规硬布线控制器的设计和调试实验 8. 流水微程序控制器设计和调试实验 9. 流水硬布线控制器设计和调试实验 |
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