8 ბიტიანი კომპიუტერი: 8 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:15

ამის სიმულაციისთვის დაგჭირდებათ პროგრამული უზრუნველყოფა სახელწოდებით LOGISIM, მისი ძალიან მსუბუქი წონის (6 მბ) ციფრული სიმულატორი, რომელიც გაგივლის ყველა ნაბიჯს და რჩევებს, რომლებიც უნდა დაიცვას საბოლოო შედეგის მისაღებად და გზად ჩვენ ვისწავლით თუ როგორ კომპიუტერები მზადდება, ჩვენივე ახალი ჩვეული ასამბლეის ენის შექმნით !!!.

ეს დიზაინი ემყარება ფონ ნეიმანის არქიტექტურას, სადაც ერთი და იგივე მეხსიერება გამოიყენება როგორც ინსტრუქციის მონაცემებისთვის, ასევე პროგრამის მონაცემებისთვის, ხოლო ერთი და იგივე BUS გამოიყენება როგორც მონაცემთა გადაცემისთვის, ასევე მისამართების გადასაცემად.

ნაბიჯი 1: მოდით დავიწყოთ მოდულების დამზადება

მთლიანად 8 ბიტიანი კომპიუტერი არის რთული გასაგები და დამზადებული, ასე რომ, მოდით გავყოთ იგი სხვადასხვა მოდულად

ყველა ყველაზე გავრცელებულ მოდულს შორის არის რეგისტრები, რომლებიც არსებითად წარმოადგენს ციფრული სქემების სამშენებლო ბლოკს.

LOGISIM არის ძალიან მოსახერხებელი, მას უკვე აქვს ქვემოთ ჩამოთვლილი მოდულების უმეტესობა მის ჩაშენებულ ბიბლიოთეკაში.

მოდულები არის:

1. ALU

2. ზოგადი დანიშნულების რეგისტრები

3. ავტობუსი

4. ოპერატიული მეხსიერება

5. მეხსიერების მისამართების რეგისტრაცია (MAR)

6. ინსტრუქციის რეესტრი (IR)

7. მრიცხველი

8. ჩვენება და ჩვენება რეგისტრი

9. კონტროლის ლოგიკა

10. კონტროლის ლოგიკური კონტროლერი

გამოწვევა არის ამ მოდულების ერთმანეთთან შერწყმა საერთო BUS– ის გამოყენებით წინასწარ განსაზღვრულ ვადებში, შემდეგ კი შეიძლება შესრულდეს ინსტრუქციების ნაკრები, არითმეტიკული, ლოგიკური.

ნაბიჯი 2: ALU (არითმეტიკული და ლოგიკური ერთეული)

პირველ რიგში ჩვენ უნდა შევქმნათ პერსონალური ბიბლიოთეკა სახელწოდებით ALU, ასე რომ ჩვენ შეგვიძლია დავამატოთ ის ჩვენს მთავარ წრეში (სრული კომპიუტერი ყველა მოდულით).

ბიბლიოთეკის შესაქმნელად, უბრალოდ დაიწყეთ ამ საფეხურზე ნაჩვენები ნორმალური სკატიკებით, ჩაშენებული დამატებით, გამოკლებით, გამრავლებით, გამყოფით და MUX გამოყენებით. შეინახე! და ეს ყველაფერი !!!

ასე რომ, როდესაც ოდესმე გჭირდებათ ALU– სთვის, თქვენ მხოლოდ უნდა გადავიდეთ პროექტზე> ბიბლიოთეკის ჩატვირთვაზე> logisim ბიბლიოთეკაში იპოვეთ თქვენი ALU.circ ფაილი. სქემატური შესრულების შემდეგ, დააწკაპუნეთ ხატზე ზედა მარცხენა კუთხეში, რათა შეიქმნას სიმბოლო ALU სქემატური გამოსახულებისთვის.

თქვენ უნდა შეასრულოთ ეს ნაბიჯები თქვენს მიერ შემუშავებული ყველა მოდულისთვის, რათა საბოლოოდ ჩვენ შეგვიძლია მათი მარტივად გამოყენება.

ALU არის ყველა პროცესორის გული, როგორც სახელი გვთავაზობს ის ასრულებს ყველა არითმეტიკულ და ლოგიკურ ოპერაციას.

ჩვენს ALU– ს შეუძლია შეკრება, გამოკლება, გამრავლება, გაყოფა (შეიძლება განახლდეს ლოგიკური ოპერაციების გასაკეთებლად).

ოპერაციის რეჟიმი განისაზღვრება 4 ბიტიანი მნიშვნელობით შემდეგნაირად, 0101 დამატებისთვის

0110 გამოკლებისთვის

0111 გამრავლებისთვის

1000 გაყოფისთვის

ALU– ში გამოყენებული მოდულები უკვე ხელმისაწვდომია LOGISIM ჩაშენებულ ბიბლიოთეკაში.

შენიშვნა: შედეგი არ ინახება ALU– ში, ამიტომ ჩვენ გვჭირდება გარე რეგისტრი

ნაბიჯი 3: ზოგადი დანიშნულების რეგისტრები (Reg A, B, C, D, Display Reg)

რეესტრები ძირითადად არის n რაოდენობის ბლინები, რომ შეინახოთ ბაიტი ან უფრო მაღალი მონაცემთა ტიპი.

ასე რომ გააკეთეთ რეგისტრაცია 8 D-flipflops– ის მოწყობით, როგორც ეს ნაჩვენებია, და ასევე შექმენით მისი სიმბოლო.

Reg A და Reg B პირდაპირ კავშირშია ALU– სთან, როგორც ორი ოპერანდი, მაგრამ Reg C, D და ჩვენების რეგისტრი ცალკეა.

ნაბიჯი 4: ოპერატიული მეხსიერება

ჩვენი ოპერატიული მეხსიერება შედარებით მცირეა, მაგრამ ის ძალიან მნიშვნელოვან როლს ასრულებს, ვინაიდან ინახავს პროგრამის მონაცემებს და ინსტრუქციის მონაცემებს, რადგან ის მხოლოდ 16 ბაიტია, ჩვენ უნდა შევინახოთ ინსტრუქციის მონაცემები (კოდი) დასაწყისში და პროგრამის მონაცემები (ცვლადები) დასვენების ბაიტი.

LOGISIM– ს აქვს ჩამონტაჟებული ბლოკი RAM– ისთვის, ასე რომ უბრალოდ ჩართეთ იგი.

RAM ინახავს მონაცემებს, მისამართებს, რომლებიც საჭიროა პერსონალური ასამბლეის პროგრამის გასაშვებად.

ნაბიჯი 5: ინსტრუქციის რეგისტრაცია და მეხსიერების მისამართების რეგისტრაცია

ძირითადად, ეს რეგისტრები მოქმედებენ როგორც ბუფერები, ინახავს მათში წინა მისამართებსა და მონაცემებს და ამუშავებს, როდესაც ეს საჭიროა RAM- ისთვის.

ნაბიჯი 6: საათი პრესკალარი

ეს მოდული აუცილებელი იყო, ეს ყოფს საათის სიჩქარეს პრესკალერთან, რის შედეგადაც ხდება საათის დაბალი სიჩქარე.

ნაბიჯი 7: კონტროლის ლოგიკა, ROM

და ყველაზე კრიტიკული ნაწილი, საკონტროლო ლოგიკა და ROM, ROM აქ არის ძირითადად შემცვლელი კონტროლის ლოგიკის მკაცრი ლოგიკისა.

და მის გვერდით არსებული მოდული არის ROM– ისთვის მორგებული დრაივერი მხოლოდ ამ არქიტექტურისთვის.

ნაბიჯი 8: ჩვენება

ეს არის ადგილი, სადაც გამოჩნდება გამომავალი და შედეგის შენახვა ასევე შესაძლებელია ეკრანზე რეესტრში.

მიიღეთ საჭირო ფაილები აქედან.