計算機組成原理和計算機系統結構都是大學計算機系的重要課程。TEC-CA開放式CPU實驗教學系統由清華大學科教儀器廠、清華大學計算機系聯合研制?？捎糜诒究?、碩士研究生的計算機組成原理和計算機系統結構課程教學實驗。TEC-CA的優點是開放式CPU設計和測試，能完成計算機組成原理和系統結構的實驗，同時也可用于學生的課程設計和畢業設計。是培養學生的創新精神和實踐能力、提高大學計算機教學質量的實驗設備。
▲ 主要技術指標
1. 實驗系統主要由PC監控系統，外部程序存儲器，FPGA及其相關下載電路，以及控制電路組成。
2. 16位CPU基本指令系統支持多種尋址方式。用戶可按照需要自行設計CPU指令系統，從而實現指令系統和CPU系統結構的可變性。
3. 調試軟件DebugController能夠按一個時鐘脈沖、半個時鐘和連續運行三種方式調試CPU測試程序，能夠監測CPU內部的所有信號和數據。
4. 外部存儲器由兩片HM6116器件并聯構成2K X 16位的存儲器。
5. TEC-CA的FPGA（CPU）采用Altera公司cyclone系列的EP1C6或者EP1C12。
6. 三種調試模式：FPGA-CPU獨立調試模式、FPGA-CPU附加外部RAM運行模式和單片機控制FPGA-CPU調試運行模式。
7. 機器字長16位, 即數據總線、地址總線均是16位。
▲ 計算機組成原理實驗
1． 編碼實驗：Hamming碼，CRC碼，BCD碼的加法。
2． 運算器部件實驗：移位器，加法器，乘法器，除法器。
3． 時序部件
4． 實驗CPU：通用寄存器組部件，算術邏輯部件，指令譯碼器，存儲器部件，
CPU調試，微程序控制器。
5． EP1C6（EP1C12）內部存儲器（RAM、ROM和FIFO）實驗
▲ 計算機系統結構基本實驗
1． CPU設計和調試：無流水無cache，多級流水，多級流水和cache，具有cache的超標量CPU
▲ 配套教材
開放式實驗CPU設計 湯志忠 楊春武編著 清華大學出版社出版
提出自主創新戰略，“十一五”時期我國教育發展的目標之一是以培養學生創新精神和實踐能力為重點，著力提高高等教育質量。本世紀初，計算機組成原理實驗設備能夠進行控制器的設計和實驗，現在進入了學生設計CPU時代。本書就是根據這個目標編寫的，是“十一五”規劃教材。本書的第1章《VHDL語言設計入門》不面面俱到，寫成技術手冊，而是根據初學者的實際情況，從使用入手，通過大量實例，集中講解4個VHDL語句（信號賦值語句、if語句、process語句和case語句）、設計實體和層次結構設計，破除VHDL語言神秘、難學的錯誤觀念。第2章《實驗CPU》以1個具有15條指令的實驗CPU設計實例，詳細講解了實驗CPU的源代碼和設計指導思想，破除學生不能設計CPU的迷信。第3章介紹了Quartus Ⅱ的基本使用方法。第4章和第5章介紹了實驗設備TEC-CA-Ⅰ和調試軟件DebugController。第6章以實驗CPU為中心，進行實驗CPU各組成部分的設計和實驗。第7章是系統結構實驗，提供了4個CPU（無流水無cache，多級流水，多級流水和cache，具有cache的超標量CPU）的設計方案。本書不是純理論性的，它以理論和實踐相結合的方法講解實驗CPU的設計和實驗。
▲ 本實驗設備已獲得實用新型。號：ZL 2005 2 0119057.X。
本實驗設備已申請發明。申請號：200510102976.0。
▲ 推薦教材
教材：《計算機組成與設計》 王誠
《并行計算機系統結構》 白中英、楊旭東
《計算機組成與結構》 王愛英
《計算機系統結構》 鄭緯民、湯志忠
