孙老师-组成原理实验书

上传者：尚建库
|
上传时间：2015-04-15
|
密次下载

孙老师-组成原理实验书

计算机组成与结构实验指导书

Experimental Guide for Computer Organization and Architecture

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。时序电路由一个1MHz 晶体振荡

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个时钟周期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，因此本机的基本时序如下：

内容需要下载文档才能查看

图1 基本时序图

图中，MF是晶体振荡器产生的1MHz基本时钟，T1、T2、T3、T4是数据

通路和控制器中各寄存器的时钟脉冲，印制板上已将它们和有关的寄存器连接。

T1、T2、T3、T4既供微程序控制器时使用，也供硬布线控制器使用。W1、W2、

W3、W4只供硬布线控制器作指令节拍信号使用。

五、数据通路

数据通路的设计是TEC—4计算机组成原理实验系统最有特色的部分。首先

它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中部。

下图是数据通路总体图，下面介绍图中各主要部件的作用。

内容需要下载文档才能查看

图2 数据通路总体图

1．运算器ALU

运算器ALU由一片ispLSI1024（U47）组成，在选择端S2、S1、S0控制下，

对数据A和B进行加、减、与、直通、乘五种运算，功能如下：

表1 运算器功能表

进位C只在加法运算和减法运算时产生。加运算中，C表示进位；减运算中，

C代表借位。加、减运算产生的进位（借位）在T4的上升沿送入C寄存器保存。

与、乘、直通操作不影响进位C的状态，即进位C保持不变。

当ALU_BUS = 1时，运算结果送往数据总线DBUS。加、减运算产生的进位

（借位）C与控制台的C指示灯相连。

2．DR1和DR2

DR1和DR2是运算操作数寄存器，DR1和ALU的B数据口相连，DR2和ALU

的A数据口相连。DR1 和DR2各由2片74HC298（U23、U24、U21、U22）组成。

U23是DR1 的低4位，U24是DR1的高4位；U21是DR2的低4位，U22是DR2

的高4位。当M1=0且LDDR1=1时，在T3的下降沿，DR1接收来自寄存器堆B端

口的数据；当M1=1且LDDR1=1时，在T3的下降沿，DR1 接收来自数据总线DBUS

的数据。当M2=0且LDDR2=1时，在T3的下降沿，DR2接收来自寄存器堆A端口

的数据；当M2=1且LDDR2=1时，在T3的下降沿，DR2接收来自数据总线DBUS

的数据。

3．多端口通用寄存器堆RF

多端口通用寄存器堆RF由1片ispLSI1016（U32）组成，它的功能和MC14580

类似。寄存器堆中包含4个8位寄存器（R0、R1、R2、R3），有三个控制端口。

其中两个端口控制读操作，一个端口控制写操作，三个端口可同时操作。RD1、

RD0选择从A端口读出的寄存器，RS1、RS0 选择从B端口读出的寄存器，WR1

内容需要下载文档才能查看

、

下载文档

网友关注

广东省普通高中学业水平考试网上报名系统用户手册

高等数学多元复合函数的微分法与隐函数的微分法

网友关注视频

六年级英语下册上海牛津版教材讲解 U1单词

沪教版牛津小学英语（深圳用）四年级下册 Unit 8

第五单元民族艺术的瑰宝_16. 形形色色的民族乐器_第一课时(岭南版六年级上册)_T3751175

【部编】人教版语文七年级下册《老山界》优质课教学视频+PPT课件+教案，安徽省

二年级下册数学第三课搭一搭⚖⚖

沪教版牛津小学英语（深圳用）四年级下册 Unit 4

沪教版牛津小学英语（深圳用）五年级下册 Unit 1

冀教版小学数学二年级下册第二周第2课时《我们的测量》宝丰街小学庞志荣.mp4

冀教版英语五年级下册第二课课程解读

【部编】人教版语文七年级下册《逢入京使》优质课教学视频+PPT课件+教案，安徽省

外研版英语七年级下册module3 unit2第二课时

19 爱护鸟类_第一课时(二等奖)(桂美版二年级下册)_T502436

30.3 由不共线三点的坐标确定二次函数_第一课时(市一等奖)(冀教版九年级下册)_T144342

沪教版牛津小学英语（深圳用）六年级下册 Unit 7

第五单元民族艺术的瑰宝_15. 多姿多彩的民族服饰_第二课时(市一等奖)(岭南版六年级上册)_T129830

人教版二年级下册数学

冀教版小学英语四年级下册Lesson2授课视频

化学九年级下册全册同步人教版第22集酸和碱的中和反应（一）

人教版历史八年级下册第一课《中华人民共和国成立》

【部编】人教版语文七年级下册《过松源晨炊漆公店（其五）》优质课教学视频+PPT课件+教案，江苏省

冀教版英语三年级下册第二课

第4章幂函数、指数函数和对数函数（下）_六指数方程和对数方程_4.7 简单的指数方程_第一课时(沪教版高一下册)_T1566237

《小学数学二年级下册》第二单元测试题讲解

北师大版小学数学四年级下册第15课小数乘小数一

第12章圆锥曲线_12.7 抛物线的标准方程_第一课时(特等奖)(沪教版高二下册)_T274713

河南省名校课堂七年级下册英语第一课（2020年2月10日）

【获奖】科粤版初三九年级化学下册第七章7.3浓稀的表示

3月2日小学二年级数学下册（数一数）

8.练习八_第一课时(特等奖)(苏教版三年级上册)_T142692

二年级下册数学第一课

精品推荐

营造良好的企业文化

分类导航

生物学

尚建库

此文档贡献者

2015-04-15
贡献时间
密
下载次数

教育资源为主的文档平台

文档分类