8BIT COMPUTER: 8 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:45

Սա մոդելավորելու համար ձեզ անհրաժեշտ է LOGISIM անունով ծրագրակազմ, որը իրենից ներկայացնում է շատ թեթև (6 ՄԲ) թվային սիմուլյատոր, որը ձեզ չի տանի յուրաքանչյուր քայլի և խորհուրդների, որոնք պետք է հետևել վերջնական արդյունքի հասնելու համար և ճանապարհին մենք կսովորենք, թե ինչպես համակարգիչները պատրաստվում են ՝ դարձնելով բոլորովին յուրահատուկ հավաքածուի մեր սեփական լեզուն: !!!

Այս դիզայնը հիմնված է Ֆոն Նեյմանի ճարտարապետության վրա, որտեղ միևնույն հիշողությունը օգտագործվում է ինչպես հրահանգների տվյալների, այնպես էլ ծրագրի տվյալների համար, և նույն BUS- ն օգտագործվում է ինչպես տվյալների փոխանցման, այնպես էլ հասցեների փոխանցման համար:

Քայլ 1: Եկեք սկսենք մոդուլներ պատրաստել:

Ամբողջ 8 բիթանոց համակարգիչը բարդ է հասկանալ և պատրաստել, ուստի թույլ է տալիս այն բաժանել տարբեր մոդուլների

բոլոր ամենատարածված մոդուլների շարքում են գրանցամատյանները, որոնք ըստ էության թվային սխեմաների կառուցվածքային բլոկներ են:

LOGISIM- ը շատ օգտվողի համար է, այն արդեն ունի ստորև նշված մոդուլների մեծ մասը իր ներկառուցված գրադարանում:

մոդուլներն են ՝

1. ALU

2. Ընդհանուր նշանակության գրանցամատյաններ

3. Ավտոբուս

4. RAM

5. Հիշողության հասցեի գրանցամատյան (MAR)

6. Հրահանգների գրանցամատյան (IR)

7. Հաշվիչ

8. Displayուցադրել և ցուցադրել գրանցամատյան

9. Վերահսկիչ տրամաբանություն

10. Վերահսկիչ տրամաբանական վերահսկիչ

Մարտահրավերն այն է, որ այս մոդուլները միմյանց հետ ինտերֆեյսի ենթարկվեն ՝ ընդհանուր BUS- ի միջոցով, նախապես որոշված ժամանակային սլաքների դեպքում, այնուհետև մի շարք հրահանգներ կարող են կատարվել, ինչպես թվաբանականը, տրամաբանականը:

Քայլ 2: ALU (թվաբանական և տրամաբանական միավոր)

Սկզբում մենք պետք է պատրաստենք ALU անունով հատուկ գրադարան, որպեսզի կարողանանք այն ավելացնել մեր հիմնական սխեմայում (ամբողջական համակարգիչ բոլոր մոդուլներով):

Գրադարան ստեղծելու համար պարզապես սկսեք սովորական սխեմատիկայով, որը ցույց է տրված այս քայլում `օգտագործելով կառուցված գումարիչ, հանիչ, բազմապատկիչ, բաժանարար և MUX: պահպանել այն! և այդ ամենը !!!

երբ երբևէ ALU- ի կարիք ունենաք, մնում է միայն գնալ նախագիծ> բեռնել գրադարան> logisim գրադարան գտնել ձեր ALU.circ ֆայլը: սխեմատիկ գործն անելուց հետո կտտացրեք վերին ձախ անկյունում գտնվող պատկերակին ՝ ALU սխեմատիկայի խորհրդանիշը պատրաստելու համար:

դուք պետք է հետևեք այս քայլերին ձեր պատրաստած բոլոր մոդուլների համար, որպեսզի վերջում դրանք հեշտությամբ օգտագործենք:

ALU- ն բոլոր պրոցեսորների սիրտն է, քանի որ անունը հուշում է, որ այն կատարում է բոլոր թվաբանական և տրամաբանական գործողությունները:

մեր ALU- ն կարող է կատարել գումարում, հանում, բազմապատկում, բաժանում (կարող է արդիականացվել ՝ տրամաբանական գործողություններ կատարելու համար):

Գործողության ռեժիմը որոշվում է 4 բիթ ընտրված արժեքով հետևյալ կերպ.

0101 հավելման համար

0110 հանման համար

0111 բազմապատկման համար

1000 բաժանման համար

ALU- ի ներսում օգտագործվող մոդուլներն արդեն հասանելի են LOGISIM ներկառուցված գրադարանում:

Նշում. Արդյունքը չի պահվում ALU- ում, ուստի մեզ պետք է արտաքին գրանցամատյան

Քայլ 3. Ընդհանուր նշանակության գրանցամատյաններ (գրանցամատյան A, B, C, D, Display Reg)

Գրանցամատյանները հիմնականում n թվով մատնահետքեր են ՝ բայթ կամ ավելի բարձր տիպի տիպ պահելու համար:

այնպես որ գրանցեք ՝ 8 D-flipflops կազմակերպելով, ինչպես ցույց է տրված, և նաև դրա համար նշան պատրաստեք:

Reg A- ն և Reg B- ն ուղղակիորեն կապված են ALU- ի հետ որպես երկու օպերանդներ, բայց Reg C, D և ցուցադրվող գրանցամատյանը առանձին են:

Քայլ 4: RAM

Մեր RAM- ը համեմատաբար փոքր է, բայց այն շատ կարևոր դեր է խաղում, քանի որ պահում է dataրագրի տվյալները և Հրահանգների տվյալները, քանի որ այն ընդամենը 16 Բայթ է, և մենք պետք է սկզբում պահենք հրահանգների տվյալները (ծածկագիրը), իսկ ծրագրի տվյալները (փոփոխականները): հանգստի բայթ:

LOGISIM- ն ունի RAM- ի համար ներկառուցված բլոկ, այնպես որ պարզապես ներառեք այն:

RAM- ը պահում է տվյալները, հասցեները, որոնք անհրաժեշտ են անհատական հավաքման ծրագիրը գործարկելու համար:

Քայլ 5. Հրահանգների գրանցամատյան և հիշողության հասցեի գրանցամատյան

Հիմնականում, այս գրանցամատյանները գործում են որպես բուֆեր ՝ պահելով դրանց մեջ նախորդ հասցեներն ու տվյալները և ելք, երբ երբևէ պահանջվում է RAM- ի համար:

Քայլ 6: Presամացույց Prescalar

Այս մոդուլը անհրաժեշտ էր, սա ժամացույցի արագությունը բաժանում է Prescaler- ի հետ, ինչը հանգեցնում է ժամացույցի ավելի ցածր արագությունների:

Քայլ 7: Վերահսկիչ տրամաբանություն, ROM

Եվ ամենակարևոր մասը ՝ Control Logic- ը և ROM- ը, ROM- ն այստեղ հիմնականում փոխարինում է հսկողության տրամաբանության կոշտ տրամաբանությանը:

Իսկ դրա կողքին գտնվող մոդուլը ROM- ի համար հատուկ կառուցված վարորդ է միայն այս ճարտարապետության համար:

Քայլ 8: Displayուցադրել

Այստեղ է, որ ելքը կցուցադրվի, և արդյունքը կարող է պահվել նաև ցուցադրման գրանցամատյանում:

Ստացեք անհրաժեշտ ֆայլերը ԱՅՍՏԵ: