KOMPUTER 8BITOWY: 8 kroków

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-13 06:58

Aby to zasymulować, potrzebujesz oprogramowania o nazwie LOGISIM, jest to bardzo lekki (6 MB) cyfrowy symulator, który przeprowadzi Cię przez każdy krok i poprowadzi Cię przez każdy krok i wskazówki, których musisz przestrzegać, aby uzyskać efekt końcowy, a po drodze nauczymy się, jak to zrobić komputery są robione, poprzez stworzenie własnego, niestandardowego języka asemblera!!!.

Ten projekt jest oparty na architekturze Von Neumanna, w której ta sama pamięć jest używana zarówno dla danych instrukcji, jak i danych programu, a ta sama magistrala jest wykorzystywana zarówno do przesyłania danych, jak i przesyłania adresów.

Krok 1: Zacznijmy tworzyć moduły

Całość 8-bitowego komputera jest skomplikowana do zrozumienia i wykonania, więc podzielmy go na różne moduły

wśród wszystkich najpopularniejszych modułów znajdują się rejestry, które są zasadniczo elementami składowymi obwodów cyfrowych.

LOGISIM jest bardzo przyjazny dla użytkownika, posiada już większość z niżej wymienionych modułów w swojej wbudowanej bibliotece.

moduły to:

1. ALU

2. Rejestry ogólnego przeznaczenia

3. AUTOBUS

4. RAM

5. Rejestr adresów pamięci (MAR)

6. Rejestr instrukcji (IR)

7. Licznik

8. Wyświetl i wyświetl rejestr

9. Logika sterowania

10. Sterownik logiki sterowania

Wyzwanie polega na tym, aby te moduły komunikowały się ze sobą za pomocą wspólnej magistrali w określonych z góry ustalonych przedziałach czasowych, a następnie można wykonać zestaw instrukcji, takich jak arytmetyczne, logiczne.

Krok 2: ALU (jednostka arytmetyczna i logiczna)

Najpierw musimy stworzyć niestandardową bibliotekę o nazwie ALU, abyśmy mogli dodać ją do naszego głównego obwodu (kompletny komputer ze wszystkimi modułami).

Aby utworzyć bibliotekę, po prostu zacznij od normalnej schmatyki pokazanej w tym kroku, używając wbudowanego dodawania, odejmowania, mnożnika, dzielnika i MUX. Zapisz to! i to wszystko!!!

więc kiedy kiedykolwiek potrzebujesz ALU, wszystko, co musisz zrobić, to przejść do projektu> załaduj bibliotekę> bibliotekę logisim, zlokalizuj plik ALU.circ. Po zakończeniu ze schematem kliknij ikonę w lewym górnym rogu, aby utworzyć symbol schematu ALU.

musisz wykonać te kroki dla wszystkich modułów, które tworzysz, abyśmy na koniec mogli z łatwością z nich korzystać.

ALU jest sercem wszystkich procesorów, jak sama nazwa wskazuje, wykonuje wszystkie operacje arytmetyczne i logiczne.

nasza jednostka ALU może wykonywać dodawanie, odejmowanie, mnożenie, dzielenie (może być rozbudowana do wykonywania operacji logicznych).

Tryb pracy zależy od 4bitowej wartości wyboru w następujący sposób:

0101 do dodawania

0110 do odejmowania

0111 do mnożenia

1000 za podział

moduły używane wewnątrz ALU są już dostępne we wbudowanej bibliotece LOGISIM.

Uwaga: wynik nie jest przechowywany w jednostce ALU, więc potrzebujemy zewnętrznego rejestru

Krok 3: Rejestry ogólnego przeznaczenia (Reg A, B, C, D, Display Reg)

Rejestry to w zasadzie n liczba przerzutników do przechowywania bajtu lub wyższego typu danych.

więc zrób rejestr, układając 8 klapek typu D, jak pokazano, a także stwórz dla niego symbol.

Reg A i Reg B są bezpośrednio połączone z ALU jako dwa operandy, ale Reg C, D i rejestr wyświetlacza są oddzielne.

Krok 4: RAM

Nasza pamięć RAM jest stosunkowo mała, ale odgrywa bardzo istotną rolę, ponieważ przechowuje dane programu i dane instrukcji, ponieważ ma tylko 16 bajtów, musimy przechowywać dane instrukcji (kod) na początku i dane programu (zmienne) w pozostałe bajty.

LOGISIM ma wbudowany blok pamięci RAM, więc po prostu go dołącz.

RAM przechowuje dane, adresy wymagane do uruchomienia niestandardowego programu montażowego.

Krok 5: Rejestr instrukcji i rejestr adresów pamięci

Zasadniczo, te rejestry działają jak bufory, przechowujące w nich poprzednie adresy i dane oraz wyjścia, gdy są potrzebne dla pamięci RAM.

Krok 6: Preskalarny zegar

Ten moduł był niezbędny, to dzieli taktowanie z Preskalerem, co skutkuje niższymi częstotliwościami taktowania.

Krok 7: Logika sterowania, ROM

A najbardziej krytyczna część, Control Logic i ROM, ROM jest tutaj w zasadzie zamiennikiem przewodowej logiki logiki sterowania.

A moduł obok to niestandardowy sterownik dla ROM-u tylko dla tej architektury.

Krok 8: Wyświetlacz

W tym miejscu dane wyjściowe będą wyświetlane, a wynik może być również przechowywany w rejestrze wyświetlacza.

Pobierz potrzebne pliki TUTAJ.