TEC-8实验指导书

### TEC-8实验指导书知识点详述 #### 前言 - **TEC-8计算机硬件综合实验系统**：此系统专为配合大学计算机专业三门核心课程——《数字逻辑与数字系统》、《计算机组成原理》及《计算机体系结构》的教学需求而设计。该系统由清华大学科教仪器厂研发并生产，属于其专利产品之一（专利号ZL200720149391.9）。 #### 第1章 TEC-8计算机硬件综合实验系统 ##### 1.1 TEC-8实验系统的用途 - **目标**：旨在支持《数字逻辑与数字系统》、《计算机组成原理》以及《计算机体系结构》三门课程的教学活动。 - **功能**：提供了一个全面的实验平台，涵盖了从基础到高级的实验项目，帮助学生深入理解计算机硬件原理。 ##### 1.2 TEC-8实验系统技术特点 - **集成度高**：结合了多门课程的需求，实现了资源的有效整合。 - **实验多样化**：支持从小规模的基础实验到大规模的设计实验，满足不同层次的学习需求。 - **灵活性强**：实验系统可以根据不同的教学目的灵活配置实验环境。 ##### 1.3 TEC-8实验系统组成 - **基本实验区**：包括14芯、16芯、20芯、24芯、28芯的双列直插插座，用于插拔中小规模集成电路。 - **电平开关与指示灯**：配备16个电平双位开关和12个发光二极管构成的电平指示灯，便于观察和调试。 - **辅助设备**：提供逻辑笔、时钟信号源（1MHz~1Hz）、电位器等工具，方便进行电路测试和信号生成。 ##### 1.4 逻辑测试笔 - **用途**：用于检测电路中的逻辑状态（高/低电平），帮助学生快速定位故障点或验证电路工作状态。 ##### 1.5 TEC-8实验系统结构和操作 ###### 1.5.1 模型计算机时序信号 - **时序信号**：包括时钟信号、控制信号等，对于保证模型计算机正常运行至关重要。 ###### 1.5.2 模型计算机组成 - **模型计算机架构**：TEC-8模型计算机采用8位字长设计，支持多种基本指令，如加法、减法、逻辑运算等。 - **控制器类型**：内置微程序控制器和硬连线控制器两种类型的控制器，并可通过一次全切换方式进行切换，提高实验效率。 ##### 1.6 模型计算机指令系统 - **指令集**：TEC-8模型计算机支持14条指令，涵盖算术逻辑运算、数据存取、条件转移等功能，为学生提供了一个完整且实用的指令集学习环境。 ##### 1.7 开关、按钮、指示灯 - **交互界面**：通过开关、按钮和指示灯等部件，学生可以直观地控制和观察模型计算机的状态变化。 ##### 1.8 数字逻辑和数字系统实验部分 ###### 1.8.1 基本实验通用区 - **基础实验**：利用中小规模集成电路完成数字逻辑基础实验，如组合逻辑电路设计等。 - **训练目的**：旨在培养学生熟悉常用数字逻辑元件的使用方法及其基本特性。 ###### 1.8.2 大型综合设计实验装置 - **高级实验**：借助于可编程器件EPM7128等组件，学生可以设计并实现复杂的数字系统，例如频率计、交通灯控制系统等。 - **综合应用**：这些实验不仅考验学生的理论知识掌握程度，还提高了他们解决实际问题的能力。 ##### 1.9 E2PROM中微代码的修改 - **微代码更新**：允许用户根据实验需求调整E2PROM中的微代码，以实现不同的功能或优化现有系统性能。 #### 第2章 计算机组织与体系结构基本实验 ##### 2.1 运算器组成实验 - **实验目的**：理解运算器内部结构及其工作原理。 - **实验内容**：通过构建简单的加法器、减法器等运算单元，学习基本逻辑门的连接方法及其运算结果。 ##### 2.2 双端口存储器实验 - **实验目的**：了解双端口存储器的工作机制及其实现方法。 - **实验内容**：设计并实现一个双端口存储器模型，探索其读写操作过程及应用场景。 ##### 2.3 数据通路实验 - **实验目的**：掌握数据通路的设计与分析技巧。 - **实验内容**：构建一个包含多个数据处理模块的数据通路模型，分析其数据流向及其控制机制。 ##### 2.4 微程序控制器实验 - **实验目的**：深入了解微程序控制器的设计原理及其控制流程。 - **实验内容**：通过编写微指令序列来实现特定的功能或指令集，加深对微程序控制器工作机理的理解。 总结来说，TEC-8实验指导书提供了丰富的实验项目和详细的操作指南，旨在帮助学生从理论到实践全方位掌握计算机硬件相关的知识和技术。无论是对于初学者还是有一定基础的学生而言，TEC-8实验系统都是一个非常有价值的教育资源。