8BIT DATORS: 8 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Lai to simulētu, jums ir nepieciešama programmatūra, ko sauc par LOGISIM, tā ir ļoti viegls (6 MB) digitālais simulators, kas ļaus jums iziet cauri visiem soļiem un padomiem, kas jums jāievēro, lai iegūtu gala rezultātu, un ceļā uzzināsim, kā datori ir izgatavoti, padarot pavisam jaunu pielāgotu montāžas valodu mūsu pašu !!!.

Šis dizains ir balstīts uz Von Neumann arhitektūru, kur viena un tā pati atmiņa tiek izmantota gan instrukciju datiem, gan programmu datiem, un viena un tā pati BUS tiek izmantota gan datu pārsūtīšanai, gan adrešu pārsūtīšanai.

1. darbība. Sāksim ar moduļu veidošanu

8 bitu datoru kopumā ir grūti saprast un izgatavot, tāpēc ļaujiet to sadalīt dažādos moduļos

starp visiem visbiežāk sastopamajiem moduļiem ir reģistri, kas būtībā ir digitālo shēmu celtniecības bloki.

LOGISIM ir ļoti lietotājam draudzīgs, tā iebūvētajā bibliotēkā jau ir lielākā daļa zemāk minēto moduļu.

moduļi ir:

1. ALU

2. Vispārējas nozīmes reģistri

3. BUS

4. RAM

5. Atmiņas adrešu reģistrs (MAR)

6. Instrukciju reģistrs (IR)

7. Skaitītājs

8. Displejs un displeja reģistrs

9. Kontroles loģika

10. Vadības loģikas kontrolieris

Izaicinājums liek šiem moduļiem saskarties savā starpā, izmantojot kopīgu autobusu noteiktos iepriekš noteiktos laika periodos, tad var izpildīt instrukciju kopumu, piemēram, aritmātisku, loģisku.

2. darbība: ALU (aritmātiskā un loģiskā vienība)

Vispirms mums jāizveido pielāgota bibliotēka ar nosaukumu ALU, lai mēs to varētu pievienot savā galvenajā shēmā (pilnīgs dators ar visiem moduļiem).

Lai izveidotu bibliotēku, vienkārši sāciet ar parasto shmatiku, kas parādīta šajā solī, izmantojot iebūvēto saskaitītāju, atņemto, reizinātāju, dalītāju un MUX. ietaupi! un tas viss !!!

tāpēc, kad kādreiz jums ir nepieciešams ALU, viss, kas jums jādara, ir doties uz projektu> ielādēt bibliotēku> logisim bibliotēka un atrast savu ALU.circ failu. kad esat pabeidzis shematisko darbību, noklikšķiniet uz ikonas augšējā kreisajā stūrī, lai izveidotu ALU shematisku simbolu.

jums ir jāizpilda šīs darbības visiem jūsu izgatavotajiem moduļiem, lai beigās mēs varētu tos viegli izmantot.

ALU ir visu procesoru sirds, kā norāda nosaukums, tas veic visas aritmātiskās un loģiskās darbības.

mūsu ALU var veikt saskaitīšanu, atņemšanu, reizināšanu, dalīšanu (var uzlabot, lai veiktu loģiskas darbības).

Darbības režīmu nosaka 4 bitu atlases vērtība šādi, 0101 papildināšanai

0110 atņemšanai

0111 reizināšanai

1000 par sadalīšanu

ALU iekšpusē izmantotie moduļi jau ir pieejami LOGISIM iebūvētajā bibliotēkā.

Piezīme. Rezultāts netiek saglabāts ALU, tāpēc mums ir nepieciešams ārējs reģistrs

3. darbība. Vispārējas nozīmes reģistri (A, B, C, D, Display Reg)

Reģistri pamatā ir n flipflop skaits, lai saglabātu baitu vai augstāku datu tipu.

tāpēc izveidojiet reģistru, sakārtojot 8 D-flipflops, kā parādīts attēlā, kā arī izveidojiet tam simbolu.

Reg A un Reg B ir tieši savienoti ar ALU kā divi operandi, bet C, D un displeja reģistrs ir atsevišķi.

4. solis: RAM

Mūsu operatīvā atmiņa ir salīdzinoši maza, taču tai ir ļoti svarīga loma, jo tā saglabā programmas datus un instrukciju datus, jo tā apjoms ir tikai 16 baiti, tāpēc instrukciju dati (kods) ir jāglabā sākumā un programmas dati (mainīgie) atpūtas baiti.

LOGISIM ir iebūvēts RAM bloks, tāpēc vienkārši iekļaujiet to.

RAM glabā datus, adreses, kas nepieciešamas, lai palaistu pielāgoto montāžas programmu.

5. darbība: instrukciju reģistrs un atmiņas adrešu reģistrs

Būtībā šie reģistri darbojas kā buferi, turot tajos iepriekšējās adreses un datus, kā arī izejas, kad tas ir nepieciešams RAM.

6. solis: pulksteņa preskalārs

Šis modulis bija nepieciešams, tas sadala pulksteņa ātrumu ar prescaler, kā rezultātā samazinās pulksteņa ātrums.

7. darbība: vadības loģika, ROM

Un vissvarīgākā daļa, vadības loģika un ROM, ROM šeit būtībā aizstāj vadības loģikas vadu loģiku.

Un blakus esošais modulis ir pielāgots ROM draiveris tikai šai arhitektūrai.

8. darbība. Displejs

Šeit tiks parādīta izeja, un rezultātu var saglabāt arī displeja reģistrā.

Iegūstiet nepieciešamos failus no ŠEIT.