8BIT-COMPUTER - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Um dies zu simulieren, benötigen Sie eine Software namens LOGISIM, ein sehr leichter (6 MB) digitaler Simulator, der Sie durch jeden Schritt führt und Ihnen Tipps gibt, die Sie befolgen müssen, um ein Endergebnis zu erzielen Computer werden hergestellt, indem wir eine brandneue benutzerdefinierte Assemblersprache von uns erstellen !!!.

Dieses Design basiert auf der Von-Neumann-Architektur, bei der derselbe Speicher sowohl für die Befehlsdaten als auch für die Programmdaten verwendet wird und derselbe BUS sowohl für die Datenübertragung als auch für die Adressübertragung verwendet wird.

Schritt 1: Beginnen wir mit der Erstellung von Modulen

Ein 8-Bit-Computer als Ganzes ist kompliziert zu verstehen und zu bauen, also teilen wir ihn in verschiedene Module auf

zu den gängigsten Modulen gehören Register, die im Wesentlichen Bausteine digitaler Schaltungen sind.

LOGISIM ist sehr benutzerfreundlich, es hat die meisten der unten genannten Module bereits in seiner eingebauten Bibliothek.

die Module sind:

1. ALU

2. Allzweckregister

3. BUS

4. RAM

5. Speicheradressregister (MAR)

6. Anweisungsregister (IR)

7. Zähler

8. Register anzeigen und anzeigen

9. Steuerlogik

10. Steuerlogiksteuerung

Die Herausforderung besteht darin, diese Module unter Verwendung eines gemeinsamen BUS an bestimmten vorher festgelegten Zeitschlitzen miteinander zu verbinden, dann kann ein Satz von Befehlen wie arithmatisch, logisch ausgeführt werden.

Schritt 2: ALU (arithmatische und logische Einheit)

Zuerst müssen wir eine benutzerdefinierte Bibliothek namens ALU erstellen, damit wir sie in unseren Hauptstromkreis einfügen können (kompletter Computer mit allen Modulen).

Um eine Bibliothek zu erstellen, beginnen Sie einfach mit einem normalen Schema, das in diesem Schritt gezeigt wird, indem Sie den eingebauten Addierer, Subtrahierer, Multiplikator, Teiler und MUX verwenden. speichern Sie es! und das alles!!!

Wenn Sie also immer ALU benötigen, müssen Sie nur Projekt> Bibliothek laden> logisim-Bibliothek aufrufen und Ihre ALU.circ-Datei suchen. Wenn Sie mit dem Schaltplan fertig sind, klicken Sie auf das Symbol in der oberen linken Ecke, um das Symbol für den ALU-Schaltplan zu erstellen.

Sie müssen diese Schritte für alle Module, die Sie erstellen, befolgen, damit wir sie am Ende problemlos verwenden können.

ALU ist das Herz aller Prozessoren, da es, wie der Name schon sagt, alle arithmatischen und logischen Operationen übernimmt.

unsere ALU kann Addition, Subtraktion, Multiplikation, Division durchführen (kann aufgerüstet werden, um logische Operationen durchzuführen).

Der Betriebsmodus wird durch den 4-Bit-Auswahlwert wie folgt bestimmt:

0101 zur Ergänzung

0110 für Subtraktion

0111 für Multiplikation

1000 für Teilung

Die in ALU verwendeten Module sind bereits in der integrierten Bibliothek von LOGISIM verfügbar.

Hinweis: Das Ergebnis wird nicht in der ALU gespeichert, daher benötigen wir ein externes Register

Schritt 3: Allzweckregister (Reg A, B, C, D, Display-Reg.)

Register sind im Grunde n Flipflops, um ein Byte oder einen höheren Datentyp zu speichern.

Erstellen Sie also ein Register, indem Sie 8 D-Flipflops wie gezeigt anordnen, und erstellen Sie auch ein Symbol dafür.

Reg A und Reg B sind als zwei Operanden direkt mit der ALU verbunden, aber Reg C, D und Anzeigeregister sind getrennt.

Schritt 4: RAM

Unser RAM ist relativ klein, aber es spielt eine sehr wichtige Rolle, da es die Programmdaten und Befehlsdaten speichert, da es nur 16 Bytes groß ist, müssen wir Befehlsdaten (Code) am Anfang und Programmdaten (Variablen) im Restbytes.

LOGISIM hat einen integrierten RAM-Block, also fügen Sie ihn einfach hinzu.

RAM enthält die Daten und Adressen, die zum Ausführen des benutzerdefinierten Assemblerprogramms erforderlich sind.

Schritt 5: Befehlsregister und Speicheradressenregister

Grundsätzlich fungieren diese Register als Puffer, halten die vorherigen Adressen und Daten darin und geben aus, wann immer es für den RAM erforderlich ist.

Schritt 6: Taktvorskalar

Dieses Modul war notwendig, dies teilt die Taktrate mit dem Prescaler, was zu geringeren Taktraten führt.

Schritt 7: Steuerlogik, ROM

Und der kritischste Teil, die Steuerlogik und das ROM, ROM hier ist im Grunde ein Ersatz für die fest verdrahtete Logik der Steuerlogik.

Und das Modul daneben ist ein spezieller Treiber für das ROM nur für diese Architektur.

Schritt 8: Anzeige

Hier wird die Ausgabe angezeigt, und das Ergebnis kann auch im Anzeigeregister gespeichert werden.

Holen Sie sich die notwendigen Dateien von HIER.