TEC-CA 开放式CPU实验教学系统

计算机组成原理和计算机系统结构都是大学计算机系的重要课程。TEC-CA开放式CPU实验教学系统由清华大学科教仪器厂、清华大学计算机系联合研制。可用于本科、硕士研究生的计算机组成原理和计算机系统结构课程教学实验。TEC-CA的最大优点是开放式CPU设计和测试,能完成计算机组成原理和系统结构的实验,同时也可用于学生的课程设计和毕业设计。是培养学生的创新精神和实践能力、提高大学计算机教学质量的实验设备。

▲ 主要技术指标

1、实验系统主要由PC监控系统,外部程序存储器,FPGA及其相关下载电路,以及控制电路组成。

2、16CPU基本指令系统支持多种寻址方式。用户可按照需要自行设计CPU指令系统,从而实现指令系统和CPU系统结构的可变性。

3、调试软件DebugController能够按一个时钟脉冲、半个时钟和连续运行三种方式调试CPU测试程序,能够监测CPU内部的所有信号和数据

4、外部存储器由两片HM6116器件并联构成2K X 16位的存储器。

5、TEC-CAFPGACPU)采用Altera公司cyclone系列的EP1C6或者EP1C12

6、三种调试模式FPGA-CPU独立调试模式、FPGA-CPU附加外部RAM运行模式和单片机控制FPGA-CPU调试运行模式。

7、机器字长16, 即数据总线、地址总线均是16位。

▲ 计算机组成原理实验

1、编码实验:Hamming码,CRC码,BCD码的加法。

2、运算器部件实验:移位器,加法器,乘法器,除法器。

3、时序部件

4、 实验CPU:通用寄存器组部件,算术逻辑部件,指令译码器,存储器部件,

CPU调试,微程序控制器。

5、 EP1C6EP1C12)内部存储器(RAMROMFIFO)实验

计算机系统结构基本实验

1、CPU设计和调试:无流水无cache,多级流水,多级流水和cache,具有cache的超标量CPU

     配套教材

开放式实验CPU设计        汤志忠  杨春武编著                        清华大学出版社出版

国家提出自主创新战略,十一五时期我国教育发展的目标之一是以培养学生创新精神和实践能力为重点,着力提高高等教育质量本世纪初,计算机组成原理实验设备能够进行控制器的设计和实验,现在进入了学生设计CPU时代。本书就是根据这个目标编写的,是十一五国家级规划教材。本书的第1章《VHDL语言设计入门》不面面俱到,写成技术手册,而是根据初学者的实际情况,从使用入手,通过大量实例,集中讲解4VHDL语句(信号赋值语句、if语句、process语句和case语句)、设计实体和层次结构设计,破除VHDL语言神秘、难学的错误观念。第2章《实验CPU》以1个具有15条指令的实验CPU设计实例,详细讲解了实验CPU的源代码和设计指导思想,破除学生不能设计CPU的迷信。第3章介绍了Quartus Ⅱ的基本使用方法。第4章和第5章介绍了实验设备TEC-CA-Ⅰ和调试软件DebugController。第6章以实验CPU为中心,进行实验CPU各组成部分的设计和实验。第7章是系统结构实验,提供了4CPU(无流水无cache,多级流水,多级流水和cache,具有cache的超标量CPU)的设计方案。本书不是纯理论性的,它以理论和实践相结合的方法讲解实验CPU的设计和实验。

 

▲ 本实验设备已获得实用新型专利。专利号:ZL 2005 2 0119057.X

本实验设备已申请国家发明专利。申请号:200510102976.0

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