8 -битов компютър: 8 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:49

За да симулирате това, имате нужда от софтуер, наречен LOGISIM, негов много лек (6MB) цифров симулатор, няма да ви преведе през всяка стъпка и съвети, които трябва да следвате, за да получите краен резултат и по пътя ще научим как компютрите са направени, като направим чисто нов персонализиран асемблерен език !!!.

Този дизайн се основава на архитектурата на Von Neumann, където една и съща памет се използва както за инструкционни данни, така и за програмни данни, а една и съща BUS се използва както за пренос на данни, така и за трансфер на адрес.

Стъпка 1: Нека започнем с създаването на модули

8 -битовият компютър като цяло е сложен за разбиране и изработване, така че нека го разделим на различни модули

сред всички най -често срещани модули са регистрите, които по същество са градивни елементи на цифровите схеми.

LOGISIM е много удобен за потребителя, той вече има повечето от посочените по -долу модули във вградената си библиотека.

модулите са:

1. ALU

2. Регистри с общо предназначение

3. АВТОБУС

4. RAM

5. Регистър на адресите на паметта (MAR)

6. Регистър на инструкциите (IR)

7. Брояч

8. Дисплей и дисплей регистър

9. Контролна логика

10. Управляващ логически контролер

Предизвикателството е тези модули да взаимодействат помежду си с помощта на обща BUS в определени предварително определени времеви интервали, след което може да се изпълни набор от инструкции, като аритметични, логически.

Стъпка 2: ALU (аритметична и логическа единица)

Първо трябва да направим персонализирана библиотека, наречена ALU, за да можем да я добавим в нашата основна схема (пълен компютър с всички модули).

За да създадете библиотека, просто започнете с нормална схема, показана в тази стъпка, като използвате вграден суматор, извадител, умножител, делител и MUX. запази го! и това всичко !!!

така че когато имате нужда от ALU, всичко, което трябва да направите, е да отидете на проект> зареждане на библиотека> logisim библиотека, намерете вашия ALU.circ файл. след като приключите със схемата, щракнете върху иконата в горния ляв ъгъл, за да направите символа за схемата ALU.

трябва да следвате тези стъпки за всички модули, които правите, за да можем в крайна сметка да ги използваме с лекота.

ALU е сърцето на всички процесори, тъй като името подсказва, че изпълнява всички аритматични и логически операции.

нашият ALU може да прави събиране, изваждане, умножение, деление (може да бъде надграден, за да извършва логически операции).

Режимът на работа се определя от 4 -битовата стойност за избор, както следва, 0101 за допълнение

0110 за изваждане

0111 за умножение

1000 за разделяне

модулите, използвани в ALU, вече са налични във вградената библиотека на LOGISIM.

Забележка: Резултатът не се съхранява в ALU, затова се нуждаем от външен регистър

Стъпка 3: Регистри с общо предназначение (Reg A, B, C, D, Reg Display)

Регистрите са основно n брой джапанки за съхраняване на байт или по -висок тип данни.

така че направете регистър, като подредите 8 D-тригера, както е показано, и също така направете символ за него.

Reg A и Reg B са директно свързани към ALU като два операнда, но Reg C, D и регистър на дисплея са отделни.

Стъпка 4: RAM

Нашата RAM е сравнително малка, но играе много важна роля, тъй като съхранява данните за програмата и инструкциите, тъй като е само от 16 байта, трябва да съхраняваме данни от инструкции (код) в началото и програмни данни (променливи) в байтове за почивка.

LOGISIM има вграден блок за RAM, така че просто го включете.

RAM съхранява данните, адресите, необходими за изпълнение на персонализираната програма за сглобяване.

Стъпка 5: Регистър на инструкциите и регистър на адресите на паметта

По принцип тези регистри действат като буфери, съдържащи предишните адреси и данни в тях, и извеждат, когато някога са необходими за RAM.

Стъпка 6: Часовник Прескалар

Този модул беше необходим, това разделя тактовата честота с предусилвателя, което води до по -ниски тактови честоти.

Стъпка 7: Контролна логика, ROM

И най-критичната част, Control Logic и ROM, ROM тук по същество е заместител на хардуерната логика на логиката за управление.

А модулът до него е персонализиран драйвер за ROM само за тази архитектура.

Стъпка 8: Показване

Това е мястото, където изходът ще бъде показан, а резултатът може също да се съхранява в регистъра на дисплея.

Вземете необходимите файлове от ТУК.