TEC-4 计算机组成实验系统
计算机组成原理实验_存储器部件教学实验
实验题目存储器部件教学实验一、实验目的：1. 熟悉ROM芯片和RAM芯片在功能和使用方法等方面的相同和差异之处。
学习用编程器设备向EEPROM芯片内写入一批数据的过程和方法。
2. 理解并熟悉通过字、位扩展技术实现扩展存储器系统容量的方案。
3. 了解静态存储器系统使用的各种控制信号之间正常的时序关系。
4. 了解如何通过读、写存储顺的指令实现对58C65 ROM芯片的读、写操作。
加深理解存储器部件在计算机整机系统中的作用。
二、实验设备与器材：TEC-XP+教学实验系统和仿真终端软件PCEC。
三、实验说明和原理：1、内存储器原理内存储器是计算机中存放正在运行中的程序和相关数据的部件。
在教学计算机存储器部件设计中，出于简化和容易实现的目的，选用静态存储器芯片实现内存储器的存储体，包括唯读存储区和随读写存储区两部分，ROM存储区选用4片长度8位、容易8KB的58C65芯片实现，RAM存储区选用2片长度8位、容量2KB的6116芯片实现，每2个8位的芯片合成一组用于组成16位长度的内存字，6个芯片被分成3组，其地址空间分配关系是：0-1777h用于第一组ROM，固化监控程序，2000-2777h用于RAM，保存用户程序和用户数据，其高端的一些单元作监控程序的数据区，第二组ROM的地址范围可以由用户选择，主要用于完成扩展内存容量的教学实验。
地址总线的低13位送到ROM芯片的地址线引脚，用于选择芯片内的一个存储字。
用于实现存储字的高位字节的3个芯片的数据线引脚、实现低位字节的3个芯片的数据线引脚分别连接在一起接到数据总线的高、低位字节，是实现存储器数据读写的信息通路。
数据总线要通过一个双向三态门电路与CPU一侧的内部总线IB 相连接，已完成存储器、接口电路和CPU之间的数据通讯。
2、扩展教学机的存储空间四、实验内容：1) 要完成存储器容量扩展的教学实验，需为扩展存储器选择一个地址，并注意读写和OE等控制信号的正确状态。
TEC4计算机组成原理实验系统教师指导书
TEC—4计算机组成原理实验系统教师实验指导书清华大学科教仪器厂2004年11月目录基本实验运算器组成实验ΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛ13 双端口存储器原理实验ΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛ18 数据通路组成实验ΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛ22 微程序控制器组成实验ΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛ28 CPU组成和机器指令执行实验ΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛ40 中断原理实验ΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛ45第三节双端口存储器原理实验一、实验目的（1）了解双端口静态随机存储器IDT7132的工作特性及使用方法。
（2）了解半导体存储器怎样存储和读出数据。
（3）了解双端口存储器怎样并行读写，产生冲突的情况如何。
二、实验电路图7示出了双端口存储器的实验电路图。
这里使用了一片IDT7132（U36）（2048 X ８位），两个端口的地址输入A8—A10引脚接地，因此实际使用存储容量为256字节。
左端口的数据部分连接数据总线DBUS7—DBUS0，右端口的数据部分连接指令总线INS7—INS0。
一片GAL22V10（U37）作为左端口的地址寄存器（AR1），内部具有地址递增的功能。
两片４位的74HC298（U28、U27）作为右端口的地址寄存器（AR2H、AR2L），带有选择输入地址源的功能。
使用两组发光二极管指示灯显示地址和数据：通过开关IR/DBUS切换显示数据总线DBUS和指令寄存器IR的数据，通过开关AR1/AR2切换显示左右两个端口的存储地址。
写入数据由实验台操作板上的二进制开关SW0—SW7设置，并经过SW_BUS三态门74HC244（U38）发送到数据总线DBUS上。
指令总线INS上的指令代码输出到指令寄存器IR（U20），这是一片74HC374。
存储器IDT7132有6个控制引脚：CEL#、LRW、OEL#、CER#、RRW、OER#。
计算机组成原理实验一运算器组成实验
实验一 运算器组成实验一、实验目的1．熟悉双端口通用寄存器堆的读写操作。
2．熟悉简单运算器的数据传送通路。
3．验证运算器74LS181的算术逻辑功能。
4．按给定数据，完成指定的算术、逻辑运算。
二、实验电路ALU-BUS#DBUS7DBUS0Cn#C三态门（244）三态门（244）ALU（181）ALU（181）S3S2S1S0MA7A6A5A4F7F6F5F4F3F2F1F0B3B2B1B0Cn+4CnCnCn+4LDDR2T2T2LDDR1LDRi T3SW-BUS#DR1（273）DR2（273）双端口通用寄存器堆RF（ispLSI1016）RD1RD0RS1RS0WR1WR0数据开关(SW7-SW0)数据显示灯A3A2A1A0B7B6B5B4图3.1 运算器实验电路LDRi T3AB三态门R S -B U S #图3.1示出了本实验所用的运算器数据通路图。
参与运算的数据首先通过实验台操作板上的八个二进制数据开关SW7-SW0来设置，然后输入到双端口通用寄存器堆RF 中。
RF(U54)由一个ispLSI1016实现，功能上相当于四个8位通用寄存器，用于保存参与运算的数据，运算后的结果也要送到RF 中保存。
双端口寄存器堆模块的控制信号中，RS1、RS0用于选择从B 端口（右端口）读出的通用寄存器，RD1、RD0用于选择从A 端口（左端口）读出的通用寄存器。
而WR1、WR0用于选择写入的通用寄存器。
LDRi 是写入控制信号，当LDRi＝1时，数据总线DBUS上的数据在T3写入由WR1、WR0指定的通用寄存器。
RF的A、B端口分别与操作数暂存器DR1、DR2相连；另外，RF的B端口通过一个三态门连接到数据总线DBUS上，因而RF中的数据可以直接通过B端口送到DBUS上。
DR1(U47)和DR2(U48)各由1片74LS273构成，用于暂存参与运算的数据。
DR1接ALU 的A输入端口，DR2接ALU的B输入端口。
计算机组成原理实习 TEC XP
1、TEC-XP机简介TEC-XP由清华大学科教仪器厂和清华大学计算机系联合研制。
该实验系统重点用于计算机组成原理和计算机系统结构等课程的硬件教学实验，还支持监控程序、汇编语言程序设计、BASIC 高级语言程序设计等软件方面的教学实验。
1．教学机系统配置了两个不同实现方案的CPU系统，一个CPU沿袭传统的设计思路，和当前主流的教材配套，由中小规模的器件组成；另一个CPU参考国外著名大学的设计思路用大规模的FPGA器件设计实现。
2．教学机的机器字长16位，即运算器、主存、数据总线、地址总线都是16位。
3..指令系统支持多种基本寻址方式。
其中一部分指令已实现，用于设计监控程序和用户的常规汇编程序，尚保留多条指令供实验者自己实现。
4．主存最大寻址空间是18K字，由基本容量为8K（字节或16位的字）的ROM和2K（字节或16位的字）的RAM存储区域组成。
还可以进一步完成存储器扩展的教学实验。
5.原理上讲，主时钟脉冲的频率可在几百KHz~近2MHz之间选择。
6．运算器由4片位片结构器件级联而成，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，和一个能自行以为的乘商寄存器。
设置C（进位）、Z（结果为0）、V（溢出）和S（符号位）四个状态标志位。
7．控制器采用微程序和硬布线两种控制方案实现，可由实验者自由选择。
实验人员可方便地修改已有设计，或加进若干自己设计与实现的新指令，新老指令同时运行。
8．主机上安装有两路INTEL8251串行接口，一路出厂时已经实现，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；另一路保留学生扩展实现。
选用了MAX202倍压线路，以避免使用+12V和-12V电源。
9．在主板的右下方，配置了完成中断教学实验的全套线路，可以实现三级中断和中断嵌套。
10．系统实现多种运行方式，可以单步/连续运行主存储器的指令或程序，也可以执行一条或若干条通过数据开关手动置入的指令。
TECP实验机硬件组成工作原理
TEC-XP实验机硬件组成的工作原理学院：班级：学号：姓名：目录综述： (1)1、运算器部件 (3)2、控制器部件 (4)3、存储器部件 (7)4、串行接口线路 (9)5、总线 (11)5.1数据总线 (11)5.2地址总线 (12)5.3控制总线 (12)5.4内部总线 (13)附录： (14)综述：TEC-XP由清华大学科教仪器厂和清华大学计算机系联合研制。
该实验系统重点用于计算机组成原理和计算机系统结构等课程的硬件教学实验，还支持监控程序、汇编语言程序设计、BASIC高级语言程序设计等软件方便的教学实验。
TEC-XP系统的硬件系统由以下几个基本部分组成：运算器部件、控制器部件、内存储器系统和串行接口线路，各个部分被划分在电路板的不同区域。
TEC-XP教计算机系统其外观如图1所示：图1. TEC-XP+教学计算机系统外观图其系统基本组成部分的结构框图如图2所示：图2. TEC-XP教学计算机的硬件组成线路1、运算器部件从图3可以看到，教学计算机运算器部件其主体为4片4位的运算器芯片Am2901彼此串接构成，每片Am2901 芯片内含完成算术和逻辑运算功能的ALU，双端口控制读出、单端口控制写入的16 个累加器，和完成乘除法运算的乘商寄存器等功能部件，而且每片Am2901还可以接收来自内部总线IB 的4 位输入数据，其4 位输出都直接送到地址寄存器AR 的不同字段（AR 不属于运算器的组成部分，图中用虚线框表示），并且经过支持三态功能的开关门电路送到内部总线IB。
从功能和组成两个方面都比较好地体现了运算器部件的教学内容。
它输出16位的数据运算的结果（用Y表示）和4个结果特征位（用Cy、F=0000、OVER、F15标志），它的输入（用D表示）只能来自于内部总线。
确定运算器运算的数据来源、运算功能、结果处置方案，需要使用控制器提供的I8~I0、B3~B0、A3~A0共17个信号。
从图2 清楚可以看到运算器，它只能接收教学机内部总线IB 送来的16 位数据，它的输出直接连接到地址寄存器AR的输入引脚，用于提供地址总线的信息来源。
计算机组成原理实验系统(学生用书)
计算机组成原理实验指导（学生用书）天津城建学院计算机系2003年9月第一节 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位计算机模型实验系统，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，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会有很大帮助。
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或者硬布线控制器两种类型，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，学生可用它实现硬布线控制器。
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组成与机器指令执行、流水微程序控制器、硬布线控制器、流水硬布线控制器等多种实验。
7．电源部分采用模块电源，重量轻，具有抗电源对地短路能力。
8．采用自锁紧累接接线方式，接线可靠。
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。
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3安培,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220伏市电，插座内装有保险丝。
电源开关用于接通或者断开交流220伏市电。
TEC-4计算机组成实验系统及其实验教学模式
TEC-4计算机组成实验系统及其实验教学模式
白中英;王军德
【期刊名称】《实验技术与管理》
【年(卷),期】2003(020)006
【摘要】本文介绍了国家专利产品"TEC-4计算机组成实验系统"的结构组成及其特点.作者经过教学实践,提出了3个不同层次的实验教学模式,即基础性实验、综合性实验和研究性实验.
【总页数】4页(P95-97,102)
【作者】白中英;王军德
【作者单位】北京邮电大学计算机学院,北京,100876;北京邮电大学计算机学院,北京,100876
【正文语种】中文
【中图分类】G484
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计算机组成原理_实验四
湖南科技学院电子与信息工程学院实验报告课程名称：姓名：学号：专业：班级：指导老师：实验四微程序控制组成实验一、实验目的及要求1．将微程序控制器同执行部件（整个数据通路）联机，组成一台模型计算机。
2．用微程序控制器控制模型计算机的数据通路。
3．执行给定的简单程序，掌握机器指令与微指令的关系，牢固建立计算机的整机概念。
二、实验电路本次实验将前面几个实验中的所模块，包括运算器、存储器、通用寄存器堆等同微程序控制器组合在一起，构成一台简单的模型机。
这是最复杂的一个实验，也将是最有收获的一个实验。
在前面的实验中，实验者本身作为“控制器”，完成了对数据通路的控制。
而在本次实验中，数据通路的控制将交由微程序控制器来完成。
实验机器从内存中取出一条机器指令到执行指令结束的一个指令周期，是由微程序完成的，即一条机器指令对应一个微程序序列。
实验电路大致如下面框图所示。
其中控制器是控制部件，数据通路是执行部件，时序发生器是时序部件。
需使用导线将各个部件控制信号与控制器相连。
三、实验主要仪器设备1.TEC-5计算机组成实验系统1台2.逻辑测试笔一支（在TEC-5实验台上）四、实验任务1.对机器指令组成的简单程序进行译码。
将下表的程序按机器指令格式手工汇编成二进制机器代码，此项任务请在预习时完成（指令系统详见参考资料）。
2.3.使用控制台命令将寄存器内容初始化为：R0=11H，R1=22H，R2=55H。
4.使用控制台命令将任务1中的程序代码存入内存中（注意起始地址为30H），以及将内存地址为11H的单元内容设置为0AAH。
5.用单拍（DP）方式执行一遍程序，执行时注意观察各个指示灯的显示并做好记录（完成实验表格），从而跟踪程序执行的详细过程（可观察到每一条微指令的执行过程）。
6.用连续方式再次执行程序。
这种情况相当于计算机正常的工作。
程序执行到STP指令（含有TJ微命令）后自动停机。
读出寄存器中的运算结果，与理论值比较。
TEC-XP教学实验系统硬件组成说明
TEC-XP教学实验系统硬件组成说明一、运算器部分1——4：运算器芯片。
由4片4位的运算器芯片AM2901组成。
4片级连构成一个16位的运算器，片间采用串行进位的方式。
5：标志寄存器FLAG。
4位，用来保存运算器运算结果的4个标志位C、Z、V、S。
6：SHIFT芯片。
产生运算器最低位的进位输入信号和移位信号。
二、控制器部分本系统提供了硬布线控制器和微程序控制器两种控制器。
（一）硬布线控制器程序计数器PC。
用运算器芯片内的一个16位寄存器来表示（用户看不到）。
7、9：指令寄存器IR。
由两片8位D锁存器芯片74LS374和74LS377构成。
74LS374和74LS377为带公共使能端的具有三态输出的八 D 边沿触发器。
9、65：节拍发生器Timing。
使用几个触发器的不同编码状态来区分和标示指令的执行步骤。
10：时序控制信号产生器MACH5。
用一片100引脚的CPLD器件实现。
用于产生并提供每一条指令的每一个执行步骤使用的全部时序控制信号，这些信号可以直接送到每个被控制的对象，或者经过译码器送到被控制的对象。
11、12：译码器。
由两片三——八译码器芯片（74LS138）实现。
（二）微程序控制器程序计数器PC。
（同硬布线控制器）。
7、9：指令寄存器IR。
（同硬布线控制器）。
14：微指令地址映射部件MAPROM。
由一片28C64型ROM芯片实现。
MAPROM的地址输入是指令寄存器IR给出的8位指令操作码，其输出内容为这条指令对应的微程序段的入口地址。
13：微程序控制器AM2910。
用于产生下一条微指令的地址。
18：微指令转移的条件判断电路。
由一片GAL20V8实现。
15、16：控制存储器。
由两片28C64型ROM芯片构成。
用于存放本系统的微程序。
（15、16只是控制存储器的一部分，用于存放微指令的16位下地址。
另一部分在芯片10中，存放32位的微命令信号）47、51：微指令寄存器。
由一片8位D锁存器芯片74LS374和一片8位带清0控制的D锁存器芯片74LS273构成。
计算机组成与结构 TEC+XP+学生实验讲义 (郝尚富)
计算机组成与结构（面向信息科学与工程学院各本科专业）主编：郝尚富实验讲义河北北方学院信息科学与工程学院2010.11目录实验一基础汇编语言程序设计...................................................................... 实验二脱机运算器实验.................................................................................. 实验三存储器部件教学实验.......................................................................... 实验四微程序控制器实验.............................................................................. 实验五 I/O口扩展实验................................................................................... 实验六中断实验.............................................................................................. 附录一：教学机系统结构图.............................................................................. 附录二 TEC-XP 16 系统各功能部件之间的连接关系和信息传送路径........ 附录三 TEC-XP 16 系统教学实验简明操作卡附录四指令汇总表附录五基本指令执行流程框图附录六扩展指令执行流程框图........................................................................ 附录七微程序表实验一基础汇编语言程序设计1.1 实验目的：1．学习和了解TEC-XP教学实验系统监控命令的用法；2．学习和了解TEC-XP教学实验系统的指令系统；3．学习简单的TEC-XP教学实验系统汇编程序设计；1.2 实验内容：1．学习联机使用TEC-XP教学实验系统和仿真终端软件PCEC.2．使用监控程序的R命令显示/修改寄存器内容、D命令显示存储器内容、E命令修改存储器内容；3．使用A命令写一小段汇编程序，U命令反汇编刚输入的程序，用G命令连续运行该程序，用T、P命令单步运行并观察程序单步执行情况；1.3 实验步骤1.3.1 完成TEC-XP教学计算机与PC机的硬件连接：1．将TEC-XP放在实验台上，打开实验箱的盖子，确定电源处于断开状态；2．将黑色的电源线一端接220V交流电源，另一端插在TEC-XP实验箱的电源插座里；3．取出通讯线，将通讯线的9芯插头接在TEC-XP实验箱上的串口1上，另一端接到PC机的“COM1”或“COM2”（建议用COM2）串口上；4．将TEC-XP实验系统左下方的五个黑色的控制机器运行状态的开关置于正确的位置，在找个实验中开关应置为00110（连续、内存读指令、组合逻辑（或微程序）、联机、16位）。
计算机组成原理实验系统TEC4详细资料
计算机组成原理实验系统TEC4详细资料▲ 技术性能及特点1. 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、拔的导线连接，接线采用自锁紧累接方式，接线可靠。
2. 指令系统采用4位操作码，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12条指令，其他4条指令备用。
3. 数据通路采用双端口存储器作为主存，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. 运算器采用一片ispLSI1024实现，寄存器堆采用一片ispLSI1016实现，设计新颖。
运算器能完成加、减、乘、与、直通五种运算。
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，实现两个端口读、一个端口写操作。
5. 控制器有微程序控制器和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。
出厂时提供的是微程序控制器。
学生可用自己设计的控制器代替微程序控制器，设计的控制器可以是常规控制器，也可以是流水控制器。
6. 实验台上提供了一片在系统编程器件ispLSI1032,学生在PC机设计好组合逻辑控制器方案后下载到ispLSI1032中，ispLSI1032就构成了新的控制器。
控制器的设计并实现对提高计算机综合设计能力会有很大帮助。
7. 时序电路由一个1MHz晶体振荡器和2片GAL22V10组成。
一条微程序分为4拍。
一条组合逻辑指令由4个周期组成，1个周期由4拍组成。
8. 控制台包含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，用于显示地址、数据、微指令、进位和中断允许。
控制台有复位、启动、和中断三个单脉冲发生器，有单拍、单步、单指令三个开关。
控制台有5种操作：写存储器，读存储器，读寄存器，写寄存器，启动程序运行。
9. 用户自选器件实验区，供做中、小规模器件实验使用。
TEC计算机组成实验系统
T E C计算机组成实验系统集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]中国地质大学计算机组成原理实验报告姓名：刘欣凯班级：192102-21学院：计算机学院学号：356日期：2011年12月指导老师：刘超课程设计组成一：实验介绍及原理；二：实容验内及实验报告；三：心得体会;实验内容：1：数据通路组成实验；2：常规型微程序控制组成实验；3：CPU组成与机器指令执行实验；4：中断原理实验实验报告组成：1：实验目的；2：实验设备；3：实验电路；4：实验任务；5：实验数据；一、实验介绍及原理一：TEC-4 计算机组成实验系统简介TEC-4计算机组成实验系统由清华同方教学仪器设备公司研制。
它是一个典型的计算机模型实验仪器，可用于将大专、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就，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。
二：TEC-4计算机组成实验系统的组成1.控制台2.数据通路3.控制器4.用户自选器件实验区5.时序电路6.电源部分三：时序发生器时序发生器器产生计算机模型的时序。
TEC-4计算机组成原理实验的时序电路如图一，电路采用2片GAL22V10（U6,U7）,可产生两级等间隔时序新号T1-T4和W1-W4。
其中一个W由一轮T1-T4循环组成，相当于一个微指令周期；而一轮W1-W4循环可供硬连线控制器执行一条机器指令。
CLR#为复位新号，低有效。
试验仪处于任何状态下令CLR#=0，都会使时序发生器和微程序控制器复位；CLR#=0时，则可以正常运行。
TJ是停机新号，是控制器的输出新号之一。
连续运行时，如果控制信号停机=1，会使机器停机，停止发送时序脉冲,从而暂停程序。
QD是启动信号，是运行程序的标志。
DP，DZ，DB是来自控制台的开关信号。
DP表示单拍，当DP=1时，每次只执行一条微指令；DZ表示单指，当DZ=1时，每次只执行一条机器指令；当DP，DB，DZ都为0时，机器连续运行。
TEC—4计算机组成原理实验系统
第一节 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位计算机模型实验系统，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，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会有很大帮助。
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或者硬布线控制器两种类型，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，学生可用它实现硬布线控制器。
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组成与机器指令执行、流水微程序控制器、硬布线控制器、流水硬布线控制器等多种实验。
7．电源部分采用模块电源，重量轻，具有抗电源对地短路能力。
8．采用自锁紧累接接线方式，接线可靠。
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。
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3安培,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220伏市电，插座内装有保险丝。
电源开关用于接通或者断开交流220伏市电。
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。
实验三 数据通路(总线)实验
.实验三数据通路(总线)实验一、实验目的（1）将双端口通用寄存器堆和双端口存储器模块联机；（2）进一步熟悉计算机的数据通路；（3）掌握数字逻辑电路中故障的一般规律，以及排除故障的一般原则和方法；（4）锻炼分析问题与解决问题的能力，在出现故障的情况下，独立分析故障现象，并排除故障。
二、实验电路图8示出了数据通路实验电路图，它是将双端口存储器实验模块和一个双端口通用寄存器堆模块（RF）连接在一起形成的。
双端口存储器的指令端口不参与本次实验。
通用寄存器堆连接运算器模块，本实验涉及其中的操作数寄存器DR2。
由于双端口存储器RAM是三态输出，因而可以将它直接连接到数据总线DBUS上。
此外，DBUS上还连接着双端口通用寄存器堆。
这样，写入存储器的数据可由通用寄存器提供，而从存储器RAM读出的数据也可送到通用寄存器堆保存。
双端口存储器RAM已在存储器原理实验中做过介绍，DR2运算器实验中使用过。
通用寄存器堆RF（U32）由一个ISP1016实现，功能上与两个4位的MC14580并联构成的寄存器堆类似。
RF内含四个8位的通用寄存器R0、RI、R2、R3，带有一个写入端口和两个输出端口，从而可以同时写入一路数据，读出两路数据。
写入端口取名为WR端口，连接一个8位的暂存寄存器（U14）ER，这是一个74HC374。
输出端口取名为RS端口（B端口）、RD端口（A端口），连接运算器模块的两个操作数寄存器DR1、DR2。
RS端口（B端口）的数据输出还可通过一个8位的三态门RS0（U15）直接向DBUS输出。
双端口通用寄存器堆模块的控制信号中，RS1、RS0用于选择从RS端口（B 端口）读出的通用寄存器，RD1、RD0用于选择从RD端口（A端口）读出的通用寄存器。
而WR1、WR0则用于选择从WR端口写入的通用寄存器。
WRD是写入控制信号，当WRD=1时，在T2上升沿的时刻，将暂存寄存器ER中的数据写入通用寄存器堆中由WR1、WR0选中的寄存器；当WRD=0时，ER中的数据不写入通用寄存器中。
【计组实验要求】实验1-TEC-2000G教学实验机初识
实验一TEC-2000硬件、软件初识实验目的：1.认识TEC-2000G计算机组成原理实验系统2.了解硬件、软件组成和功能3.了解TEC-2000G控制面板、主要功能部件、开关、指示灯的位置和功能实验内容：1．TEC-2000G 教学计算机概述1. 1 教学机硬件子系统组成TEC-2000G 教学机硬件系统包括运算器、控制器、主存储器、启停控制部件、串行I/O 接口、中断线路以及各类控制按键、开关及指示灯等。
教学机硬件系统主要在两块印刷电路板上实现：1、大印刷电路板是TEC-2000G 教学机的主体，实现了除微程序控制器之外的全部硬件系统；2、小印刷电路板是TEC-2000G 教学机的可选件，实现了微程序控制器，直接插在大板左上方上的72 芯插槽上与大板相连。
硬件子系统的实际组成示意表示如图1-1所示。
运算器中配置了两组独立的8位字长的运算器，各自由2片位片结构的运算器AM2901组成；还有四位的状态标志寄存器和教学实验所需的相关逻辑部件。
全部的算术与逻辑运算均在这里完成；还完成几种寻址方式的实际地址计算；它也是主要的数据、地址传送的通路。
要特别说明的一点是,控制器中的程序计数器PC，都是用这里的几个通用寄存器来实现的, 以节省器件与简化实验机的实现。
控制器分别用微程序方式与硬布线方式（也称组合逻辑方式）两种方案实现, 实验者可以方便地选择使用其中任何一种。
这能方便地比较两种控制器各自的优缺点和设计过程的相同的、不同的步骤与方法。
组合逻辑控制器主要由1片MACH组成。
主存储器选用静态存储器芯片, 配置了两路各自由8K字节容量的ROM 28C64(放监控程序)和2K字节容量的RAM 6116(放用户程序和数据)存储区域组成的主存储器。
还配置了另外2片存储器芯片的器件插座，可以方便地完成对16位字长的内存储器的容量扩展实验。
对ROM存储区可以选用紫外线擦除（27系列）或电擦除（28系列）的存储器芯片实现。
TEC—4计算机组成原理实验系统(学生用书)
计算机组成原理实验指导（学生用书）天津城建学院计算机系2003年9月第一节 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邮电大学计算机学院、清华同方教学仪器设备公司、拓普威电子技术联合研制。
它是一个8位计算机模型实验系统，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，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会有很大帮助。
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或者硬布线控制器两种类型，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，学生可用它实现硬布线控制器。
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组成与机器指令执行、流水微程序控制器、硬布线控制器、流水硬布线控制器等多种实验。
7．电源部分采用模块电源，重量轻，具有抗电源对地短路能力。
8．采用自锁紧累接接线方式，接线可靠。
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。
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3安培,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220伏市电，插座装有保险丝。
电源开关用于接通或者断开交流220伏市电。
当电源模块输出+5V时，点亮+5V红色指示灯。
tecl4结构范文
tecl4结构范文TECL4（Tolerance Electric and Circuit Layout 4）是一种电路板布局技术，主要用于电子产品的设计和制造。
TECL4结构的特点是具有较高的电子元件的集成度和较小的电路板尺寸。
本文将对TECL4结构进行详细介绍。
TECL4结构是按照一定规则排列电子元件并通过电路层进行连接的一种布局方式。
在TECL4结构中，元件被布置在电路板的表面，并通过焊接等方式与电路板进行连接。
与传统的线路布局相比，TECL4结构可以实现更高密度和更复杂的电子元件连接，从而提高电子产品的整体性能。
TECL4结构的主要特点之一是电子元件的集成度较高。
由于电子元件可以直接与电路板进行连接，无需通过导线进行连接，因此可以将元件直接布置在电路板的表面，从而减小了元件之间的间隔空间，实现了更紧凑的布局。
此外，TECL4结构还支持三维堆叠布局，即将多个电子元件叠放在同一空间内，进一步提高了元件的集成度。
另一个重要特点是TECL4结构具有较小的电路板尺寸。
TECL4结构能够实现电子元件的集成，从而减小了电路板的面积。
由于电子产品的尺寸一直是一个关键的设计因素，因此TECL4结构的小尺寸特点使其成为设计精巧、体积小巧的电子产品的理想选择。
TECL4结构还具有较高的可靠性和稳定性。
由于电子元件直接与电路板连接，其焊接点更加牢固和稳定，从而提高了电路板的可靠性。
此外，TECL4结构还可以减少电路板上的线路长度，降低电流和信号的干扰，进一步提高了电子产品的性能稳定性。
TECL4结构的制造过程也比较简单和高效。
相对于传统的线路布局，TECL4结构减少了对导线的需求，简化了布局和连接的过程。
与此同时，由于TECL4结构具有较小的尺寸，可以使用更先进的制造技术，如SMT （Surface Mount Technology）和微型焊接技术，进一步提高了制造效率。
综上所述，TECL4结构是一种具有较高电子元件集成度和较小电路板尺寸的电路布局技术。
TEC-4 计算机组成实验系统
中国地质大学计算机组成原理实验报告姓名：刘欣凯班级：192102-21学院：计算机学院学号：20101003356日期：2011年12月指导老师：刘超课程设计组成一：实验介绍及原理；二：实容验内及实验报告；三：心得体会;实验内容：1：数据通路组成实验；2：常规型微程序控制组成实验；3：CPU组成与机器指令执行实验；4：中断原理实验实验报告组成：1：实验目的；2：实验设备；3：实验电路；4：实验任务；5：实验数据；一、实验介绍及原理一：TEC-4 计算机组成实验系统简介TEC-4计算机组成实验系统由清华同方教学仪器设备公司研制。
它是一个典型的计算机模型实验仪器，可用于将大专、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就，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。
二：TEC-4计算机组成实验系统的组成1.控制台2.数据通路3.控制器4.用户自选器件实验区5.时序电路6.电源部分三：时序发生器时序发生器器产生计算机模型的时序。
TEC-4计算机组成原理实验的时序电路如图一，电路采用2片GAL22V10（U6,U7）,可产生两级等间隔时序新号T1-T4和W1-W4。
其中一个W由一轮T1-T4循环组成，相当于一个微指令周期；而一轮W1-W4循环可供硬连线控制器执行一条机器指令。
CLR#为复位新号，低有效。
试验仪处于任何状态下令CLR#=0，都会使时序发生器和微程序控制器复位；CLR#=0时，则可以正常运行。
TJ是停机新号，是控制器的输出新号之一。
连续运行时，如果控制信号停机=1，会使机器停机，停止发送时序脉冲,从而暂停程序。
QD是启动信号，是运行程序的标志。
DP，DZ，DB是来自控制台的开关信号。
DP表示单拍，当DP=1时，每次只执行一条微指令；DZ表示单指，当DZ=1时，每次只执行一条机器指令；当DP，DB，DZ都为0时，机器连续运行。
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中国地质大学计算机组成原理实验报告姓名：刘欣凯班级：192102-21学院：计算机学院学号：20101003356日期：2011年12月指导老师：刘超课程设计组成一：实验介绍及原理；二：实容验内及实验报告；三：心得体会;实验内容：1：数据通路组成实验；2：常规型微程序控制组成实验；3：CPU组成与机器指令执行实验；4：中断原理实验实验报告组成：1：实验目的；2：实验设备；3：实验电路；4：实验任务；5：实验数据；一、实验介绍及原理一：TEC-4 计算机组成实验系统简介TEC-4计算机组成实验系统由清华同方教学仪器设备公司研制。
它是一个典型的计算机模型实验仪器，可用于将大专、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就，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。
二：TEC-4计算机组成实验系统的组成1.控制台2.数据通路3.控制器4.用户自选器件实验区5.时序电路6.电源部分三：时序发生器时序发生器器产生计算机模型的时序。
TEC-4计算机组成原理实验的时序电路如图一，电路采用2片GAL22V10（U6,U7）,可产生两级等间隔时序新号T1-T4和W1-W4。
其中一个W由一轮T1-T4循环组成，相当于一个微指令周期；而一轮W1-W4循环可供硬连线控制器执行一条机器指令。
CLR#为复位新号，低有效。
试验仪处于任何状态下令CLR#=0，都会使时序发生器和微程序控制器复位；CLR#=0时，则可以正常运行。
TJ是停机新号，是控制器的输出新号之一。
连续运行时，如果控制信号停机=1，会使机器停机，停止发送时序脉冲,从而暂停程序。
QD是启动信号，是运行程序的标志。
DP，DZ，DB是来自控制台的开关信号。
DP表示单拍，当DP=1时，每次只执行一条微指令；DZ表示单指，当DZ=1时，每次只执行一条机器指令；当DP，DB，DZ都为0时，机器连续运行。
图一四：数据通路TEC-4计算机组成原理实验的数据通路的设计采用了数据总线和指令总线双总线形式，使得流水实验能够实现。
它还使用了大规模在系统可编程器件作为运算器和寄存器堆，使得设计简单明了，可修改性强。
数据通路位于实验系统的中部。
如图二其包括如下主要部件：1、运算器ALU，它有一片ispLSI 1024（U47）组成，在选择端S2，S1，S0控制下，对数据A和B加、减、与、直通、乘五种运算。
2、DR1和DR２运算操作数寄存器；3、多端口通用寄存器堆ＲＦ4、暂存寄存器ＥＲ5、程序计数器ＰＣ、地址加法器ＡＬＵ２；地址缓存器Ｒ４；等等图二五：控制器控制器位于本实验系统的中上部，产生数据通路操作所需的控制信号。
如图三图三六：控制台控制台位于TEC-4计算机组成原理实验系统的下部，主要由指示灯和若干拨动开关组成，用于给数据通路设置数、设置控制信号、显示各种数据使用。
二、实验内容及实验报告实验一：常规型微程序控制器组成实验一、实验目的：1.掌握时序产生器的组成原理。
2.掌握微程序控制器的组成原理。
3.掌握伪指令格式的化简和归并。
二、实验设备：1.TEC-4计算机组成原理实验仪一台2.双踪示波器一台3.直流万用表一只4.逻辑测试笔一支三、实验电路：１：微指令格式与微程序控制器电路根据给定的１２条机器指令功能和数据通路总体图的控制信号，采用的微指令格式见图五。
图四微指令字长共３５位，其中顺序控制部分１０位，后续微地址６位，判别字段２５位，各位进行直接控制。
微指令格式中，信号名带有后缀“＃＂的信号为低有效，不带有后缀“＃”的信号为高有效信号。
对应微指令格式，微程序控制器的组成见图六，控制器采用５片ＥＥＰＲＯＭ２８Ｃ６４（Ｕ８，Ｕ９，Ｕ１０，Ｕ１１，Ｕ１２）。
微地址寄存器６位，用一片６Ｄ触发器７４ＨＣ１７４（Ｕ１）组成，带有清零端。
两级与门、或门构成微地址转移逻辑，用于产生下一微指令的地址。
在每个Ｔ１上升沿时刻，新的微指令地址会打入微地址寄存器中，控制存储器随既输出相应的微命令代码。
图五２、机器指令与微指令本实验仪使用１２条机器指令，均为单字长（８位）指令。
指令功能及格式如表四所示。
指令的高4位提供给微程序控制器，低4位提供给数据通路。
上诉12条指令的微程序流程设计如图七，每条微指令可按前述的微指令格式转换成二进制代码，然后写入5个28C64中。
为了写入的正确，还设计了一下五个控制台操作数程序：存储器写操作（KWE）：按下复位按钮CLR#后，微地址寄存器状态为全零。
此时置SWC=0，SWB=1，SWA=0，按启动按钮后微指令地址转入27H，从而可对RAM连续进行手动写入。
存储器读操作（KRD）：按下CLR#后，置SWC=0，SWB=0，SWA=1，可对RAM连续进行读操作。
启动程序（PR）：按下CLR#后，置SWC=0，SWB=0，SWA=0，用数据开关SW7-SW0设置内存中程序的首地址，可以执行“取指”微命令。
写寄存器操作（KLD）：按下CLR#后，置SWC=0，SWB=1，SWA=1，可对寄存器堆中的寄存器连续进行写操作。
读寄存器操作（KRR）：按下CLR#后，置SWC=1，SWB=0，SWA=0，可对寄存器堆中的寄存器连续进行读操作。
图六四．实验任务：1.按照实验要求，链接试验台的数码开关K0-K15、控制开关、按钮开关、时钟信号源和微程序控制器。
2.熟悉微指令格式的定义，按此定义将控制台指令微程序的8跳微指令按十六进制编码，列于下表（表五）制台指令的功能由SWC，SWB，SWA三个二进制开关的状态来指定（KRD=001B，KWE=010B，PR=010B）。
单拍（DP）方式执行控制台微程序，读出上述八条微指令，用P字段和微地址指示灯跟踪微指令执行情况，并与上表数据对照。
五、实验数据：按以上实验步骤得到实验数据如下表（表三）实验二：CPU组成与机器指令执行实验一、实验目的：1.将微程序控制器执行部件（整个数据通路）联机，组成一台模型计算机；2.用微程序控制器控制模型机数据通路；3.通过CPU运行九条机器指令（排除有关中断的指令）组成的简单程序，掌握机器指令与微指令的关系，牢固建立计算机的整机型概念。
二、实验设备：1.TEC-4计算机组成原理实验仪一台2.双踪示波器一台3.直流万用表一只4.逻辑测试笔一支三、实验电路：本次实验用到前面实验中的所有电路，包括运算器、存储器、通用寄存器堆、程序计数器、指令寄存器、微程序控制器等，将几个模块组合成为一台简单计算机。
在本次实验中，数据通路的控制将有微程序控制器来完成。
CPU从内存取出一条机器指令到执行指令结束的一个机器指令周期，是有微指令组成的序列来完成的，即一条指令对应一个微程序，其框图如图七图七四、实验任务：1.对机器指令系统组成的简单程序进行译码。
将下表的程序按指令格式手工汇编成十六进制机器代码。
表四2、按照图六框图，参考前面实验的电路图完成连线。
a. 将跳线开关J1用短路子短接。
时序发生器的输入TJI接控制存储器的输出TJ。
控制器的输入C接运算器ALU的C。
控制器的输入IR7、IR6、IR5、IR4依次指令寄存器IR的输出IR7、IR6、IR5、IR4。
共6条线。
b．控制器的输出LDIR（CER）、LDPC(LDR4)、PC_ADD、PC_INC、M4、LDIAR、LDAR1(LDAR2)、AR1_INC、M3、LDER、IAR_BUS#、SW_BUS#、RS_BUS#、ALU_BUS、CEL#、LRW、WRD、LDDR1(LDDR2)、M1（M2）、S2、S1、S0 依次与数据通路的对应信号连接。
共27条线。
c．指令寄存器IR的输出IR0接双端口寄存器堆的RD0、WR0，IR1接RD1、WR1，IR2接RS0，IR3接RS1。
共6条线。
合上电源。
按CLR#按钮，使实验系统处于初始状态。
3、将表四中的程序机器代码用控制台操作存入内存中，并根据程序的需要，用数码开关SW7-SW0设置通用寄存器R2、R3及其内存相关单元的数据。
（注：由于设置通用寄存器时会破坏内存单元的数据，因此应先设置寄存器的数据，再设置内存数据。
）4、.用单拍（DP）方式执行一遍程序，列表记录通用寄存器堆RF中四个寄存器的数据，以及由STA指令存入RAM中的数据（程序结束后从RAM的相应单元中读出），与理论值作对比。
执行时注意观察微地址指示灯、IR/DBUS指示灯、AR2/AR1指示灯、微地址指示灯和判别字段指示灯的值（可以观察到每一条微指令）。
5、以单指（DZ）方式重新执行程序一遍，注意观察IR/DBUS指示灯、AR2/AR1指示灯的值（可以观察到每一条机器指令）。
列表记录RF中四个寄存器的数据，以及由STA指令存入RAM中的数据，与理论分析值作对比。
（注：单指方式执行程序时，四个通用寄存器和RAM中的原始数据与第一遍执行程序的结果有关。
）6、以连续方式（DB，DP，DZ都设为0）再次执行程序。
由于程序中有停机指令STP，程序执行到该指令时自动停机。
列表记录RF中四个寄存器的数据，以及由STA指令存入RAM中的数据，与理论分析值作对比。
（注：程序执行前的原始数据与第二遍执行结果有关。
）具体的操作步骤如下：第一步,利用控制台微程序KLD设置通用寄存器R2、R3的值在本操作中，我们打算使R2 = 60H，R3 = 61H。
1．令DP = 0，DB = 0，DZ =0，使实验系统处于连续运行状态。
令SWC = 0、SWB = 1、SWA = 1，使实验系统处于寄存器加载工作方式KLD。
按CLR#按钮，使实验系统处于初始状态。
2．在SW7—SW0上设置一个存储器地址，该存储器地址供设置通用寄存器使用。
该存储器地址最好是不常用的一个地址，以免设置通用寄存器操作破坏重要的存储器单元的内容。
例如可将该地址设置为0FFH。
按一次QD按钮，将0FFH写入AR1和AR2。
3．在SW7—SW0上设置02H，作为通用寄存器R2的寄存器号。
按一次QD按钮，则将02H写入IR。
4．在SW7—SW0设置60H，作为R2的值。
按一次QD按钮，将60H写入IR指定的R2寄存器。
5．在SW7—SW0上设置03H，作为通用寄存器R3的寄存器号。
按一次QD按钮，将03H写入IR。
6．在SW7—SW0设置61H，作为R3的值。
按一次QD按钮，将61H写入R3。
7．设置R2、R3结束，按CLR#按钮，使实验系统恢复到初始状态。
第二步,利用控制台微程序KWE存程序机器代码本操作中，我们从00地址开始存10个机器代码：58H，5DH，04H，95H，3EH，1BH，4BH，24H，60H，84H。
在60H存入24H，用于给R0置初值；在61H存入83H，用于给R0置初值。
1．令DP = 0，DB = 0，DZ =0，使实验系统处于连续运行状态。