TEC-XP是16位的教學(xué)實驗系統(tǒng)，由清華大學(xué)科教儀器廠、清華大學(xué)計算機系聯(lián)合研制。適用于本科、碩士研究生的計算機組成原理和計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)實驗。該系統(tǒng)有自己的指令系統(tǒng)和監(jiān)控程序，能夠與終端或PC機相連（可以通過鍵盤輸入程序執(zhí)行，結(jié)果可以通過終端或者顯示器顯示），可以進(jìn)行聯(lián)機操作和執(zhí)行比較完整的程序。實驗系統(tǒng)分成主要的兩個部分：一部分采用模塊化的結(jié)構(gòu)(運算器、控制器、主存儲器、I/O接口和中斷)構(gòu)成一臺完整的模型計算機，支持組合邏輯控制器和微程序控制器兩種控制器方案，兩種控制器緊湊合理，完成教學(xué)實驗方便；另一部分采用先進(jìn)的FPGA芯片，用戶可自行設(shè)計CPU(流水和CACHE)。系統(tǒng)的軟硬件配置完整，技術(shù)資料齊全，支持的實驗項目多、水平高，實驗手段先進(jìn)。
▲ 主要技術(shù)指標(biāo)
1. 機器字長16位, 即運算器、主存、數(shù)據(jù)總線、地址總線均是16位。
2. 基本指令系統(tǒng)支持多種基本尋址方式。其中部分指令已實現(xiàn), 用于設(shè)計監(jiān)控程序和用戶的常規(guī)匯編程序, 尚保留多條指令供用戶自己實現(xiàn)。
3. 主存尋址空間是18K字,可進(jìn)行主存儲器擴展實驗。
4. 運算器由4片位片結(jié)構(gòu)器件AM2901級聯(lián)而成, 片間用串行進(jìn)位方式傳遞進(jìn)位信號。ALU實現(xiàn)8種算術(shù)與邏輯運算功能, 內(nèi)部包括16個雙端口讀出、單端口寫入的通用寄存器, 和一個能自行移位的乘商寄存器。設(shè)置C、Z、 V、S四個狀態(tài)標(biāo)志位。運算器實驗可以有脫機和聯(lián)機兩種實驗方式。
5. 控制器采用微程序和組合邏輯兩種控制方案實現(xiàn)。組合邏輯控制器用的是LATTICE公司的CPLD的芯片。在做控制器實驗時，用戶可按基本指令的格式和流程擴展指令，編寫程序使新老指令同時運行。
6. 主機上安裝有一路INTEL8251串行接口，可直接接計算機終端, 或接入一臺PC機作為自己的仿真終端。另保留一路為用戶擴展用，可完成串口初始化，雙機通訊等實驗。
7. 主機可完成三級中斷實驗和中斷嵌套實驗。
8. 實驗箱有自己的監(jiān)控程序（操作系統(tǒng)），支持多種實驗方式（如：單步/連續(xù)，手動置指令/從內(nèi)存讀指令等），監(jiān)控源碼開放，用戶可以修改。
9. 配有簡單的邏輯筆電路，可以測量板上各個信號的電壓。
10. 用作組合邏輯控制器的MACH芯片和實驗箱上的XILINX的FPGA芯片也可用于實現(xiàn)各種時序電路和組合邏輯電路實驗。
11. 實驗箱上XILINX的FPGA芯片可以實現(xiàn)流水和非流水兩種CPU方案，還可完成高速緩沖存儲器（cache）的教學(xué)實驗。
12. 實驗箱支持比較正規(guī)的匯編語言設(shè)計和BASIC語言設(shè)計。
13. 實驗箱配套指令級和微指令級的仿真軟件。
▲ 實驗內(nèi)容
TEC-XP支持的實驗分為基本實驗和可選實驗，基本實驗指學(xué)習(xí)計算機組成原理課通常要完成的實驗項目, 通過這些實驗可達(dá)到學(xué)習(xí)基本原理和訓(xùn)練基本技能目的?？蛇x實驗是指教學(xué)機支持的那些難度較大需要較長時間完成的實驗項目或是數(shù)字電路和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及EDA課程支持的實驗，這些實驗可作為課程設(shè)計的內(nèi)容或用作畢業(yè)設(shè)計的題目，這部分實驗可以提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和動手能力。
基本實驗
1． 基礎(chǔ)匯編語言程序設(shè)計
2． 脫機、聯(lián)機運算器實驗
3． 組合邏輯控制器（硬布線控制器）實驗
4． 主存儲器實驗
5． 串行口輸入輸出實驗
6． 中斷實驗
7． 時序電路實驗
8． 微程序控制器實驗
可選實驗（課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計）
1. 用FPGA實現(xiàn)的不支持流水的CPU（模型機）。
2. 用FPGA實現(xiàn)的支持流水的CPU（模型機）。
3. CACHE實驗。
4. 用CPLD和FPGA實現(xiàn)各種組合邏輯電路和時序電路實驗。
5. 數(shù)字電路實驗（基于GAL、MACH和XC2S200的）。
6. EDA（CPLD和FPGA兩種實現(xiàn)方式）實驗。
▲ 推薦教材
教材：
《計算機組成與設(shè)計》 王誠
《計算機組成與設(shè)計實驗指導(dǎo)》 王誠
《計算機組成與結(jié)構(gòu)》 王愛英
《計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》 鄭緯民、湯志忠
軟件：
《計算機組成原理多媒體課件》 王誠
