计算机组成原理验手册
TEC-XP
计算机组成原理及 系统结构实验系统 目录
TEC-XP计算机组成原理实验系统概述
TEC-XP教学机系统的技术指标和系统配置
教学机系统支持的实验项目
基本实验项目
其它实验项目
实验指导 基础汇编语言程序设计 脱机运算器实验 组合逻辑控制器部件教学实验 存储器部件学实验 I/O口扩展实验
中断实验
教学实验 2.7.1技术资料汇总
2.7.2微程序控制器实验 附录 实验注意事项
TEC-XP计算机组成原理与系统结构实验系统概述
TEC-XP教学计算机系统概述
1.1.1 TEC-XP教学计算机系统系列和总体组成概述
TEC-XP它是由清华大学计算机系和清华大学科教仪器厂联合开发的实验系统，适用于计算机组成原理和系统结构，主要用于计算机组成原理和计算机系统结构的硬件教学实验，也支持监控程序、汇编语言程序设计BASIC软件教学实验，如高级语言程序设计。其功能设计和实现技术紧密围绕课程教学内容的覆盖范围和可完成的教学实验项目的质量和水平进行安排。它有两个突出的特点。首先，硬件和软件的基本配置相对完整，可以覆盖相关课程的主要教学内容。支持的教学实验项目较多，水平较高，文本和图纸相对完整。二是实现不同集成度半导体器件的真实硬件计算机系统PC教学计算机的软件模拟系统，其组成和实现功能如下图所示。
软件：解释 BASIC 语言
汇编语言支持
监控程序
硬件:运算器，控制器(多种实现:
(微程序或硬布线控制器，
中小型设备或FPGA器件实现)
主存储器、总线、接口
输入设备，输出设备硬件和电路：逻辑器件和设备
软件：解释 BASIC 语言
汇编语言支持
监控程序(指令)级模拟
教学机器模拟计算器、控制器模拟
模拟微程序级或硬布线控制器级模拟
模拟主存储器、总线和接口
输入设备/ 模拟输出设备
运行环境：PC机，Windows系统
图1.1 实际计算机系统硬件实现 图1.2 模拟计算机系统软件实现
从图1.1.可以看出，在计算机硬件系统的组成中，功能部件齐全，计算机、控制器、存储器、计算机总线、输入输出接口齐全，也可以连接PC机器仿真终端执行输入输出操作，实现了两种控制器：微程序方案和硬布线方案。从CPU具体的设计和实现技术差异不仅支持中小型集成芯片的实现CPU的方案，也支持选用高集成度的FPGA实现门阵列装置CPU体现了方案CPU最新的系统设计水平。
从计算机组成原理课程教学实验的角度来看，计算机软件系统的组成也是完整的，支持简单的高级语言BASIC(包括浮点操作指令和基本函数操作功能)、汇编语言(支持基本伪指令功能)和二进制机器语言、自己的监控程序和PC机器模拟终端程序等。毫无疑问，所有软件的源程序代码都是有价值的教学参考资料。
从图1.可以看出，软件实现的计算机指令级模拟系统可以使实验者脱离实际的教学计算机系统PC在机器上执行计算机软件系统教学的所有功能；通过微程序和硬连接的模拟软件PC查看教学计算机内部数据和指令的流动过程，并显示每一步的运行结果，为设计和调试件功能的设计和调试提供重要的辅助作用。
还开发了控制器(微程序或硬连接方案)辅助设计软件，学生可以PC该软件用于直接设计计算机的控制器，包括定义指令格式和编码划分指令执行步骤和操作功能的每一步，确定控制器需要提供的所有控制信号，最终自动生成最终结果文件，可以放入教学计算机硬件系统。接下来，您还可以选择微程序级模拟软件系统或硬布线控制器级模拟软件系统来模拟辅助设计软件获得的设计结果。每一步的操作结果将详细显示在计算机屏幕上，以便尽快发现问题。由于上述控制器设计和模拟运行的全过程都在进行中PC在机器上完成的教学机器系统更方便、更高效，也有利于节省学时，帮助学生加深对控制器组成和设计的理解。
1.1.2 TEC-XP教学计算机指令系统设计
合理确定计算机指令系统对计算机制造商和最终用户都非常重要。它与计算机设计和实现的复杂性和生产成本、计算机使用的难度和运行效率密切相关。对于主要用于教学和教学实验的计算机，特别是对于16位字长的教学计算机，应更加关注其在教学过程中的作用和使用方法，至少应解决以下问题。
(1)指令格式和功能的典型性，即选择DLX指令集结构，适当靠近RISC机器的指令格式，尽可能小的指令集，简化寻址方式。这不仅简化了教学计算机的结构，简单易行