8BIT REKENAAR: 8 stappe

2025 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2025-01-13 06:56

Om dit te simuleer, benodig u 'n sagteware genaamd LOGISIM, 'n baie lae gewig (6MB) digitale simulator. U sal u elke stap neem en wenke wat u moet volg om 'n eindresultaat te kry. rekenaars word gemaak deur 'n splinternuwe, eie pasgemaakte monteringstaal te maak !!!.

Hierdie ontwerp is gebaseer op die Von Neumann -argitektuur, waar dieselfde geheue vir instruksiedata en programdata gebruik word, en dieselfde BUS vir data -oordrag en adresoordrag gebruik word.

Stap 1: Kom ons begin met die maak van modules

'N 8 -bis -rekenaar in geheel is ingewikkeld om te verstaan en te maak, sodat ons dit in verskillende modules kan verdeel

Een van die mees algemene modules is registers, wat in wese boustene van digitale stroombane is.

LOGISIM is baie gebruikersvriendelik; dit bevat reeds die meeste van die modules hieronder in die ingeboude biblioteek.

die modules is:

1. ALU

2. Registers vir algemene doeleindes

3. BUS

4. RAM

5. Geheue -adresregister (MAR)

6. Instruksieregister (IR)

7. Teller

8. Vertoon en vertoon register

9. Beheerlogika

10. Beheer logika kontroleerder

Die uitdaging is om hierdie modules met mekaar te verbind met behulp van 'n gemeenskaplike bus op spesifieke vooraf bepaalde tydsgleuwe, en dan kan 'n stel instruksies uitgevoer word, soos rekenkundig, logies.

Stap 2: ALU (rekenkundige en logiese eenheid)

Eerstens moet ons 'n pasgemaakte biblioteek met die naam ALU maak, sodat ons dit in ons hoofkring kan byvoeg (volledige rekenaar met alle modules).

Om 'n biblioteek te skep, begin met 'n normale skematika wat in hierdie stap getoon word met behulp van ingeboude opteller, aftrekker, vermenigvuldiger, verdeler en MUX. spaar dit! en dit alles !!!

As u ooit ALU hoef te doen, hoef u net na projek> laai biblioteek> logisim -biblioteek u ALU.circ -lêer op te spoor. as u klaar is met die skematiese, klik op die ikoon in die linker boonste hoek om die simbool vir die ALU -skematiese te maak.

U moet hierdie stappe volg vir al die modules wat u maak, sodat ons dit aan die einde maklik kan gebruik.

ALU is die hart van al die verwerkers, soos die naam aandui, dit doen al die rekenkundige en logiese bewerkings.

ons ALU kan optel, aftrek, vermenigvuldig, deel (kan opgegradeer word om logiese bewerkings te doen).

Die werkingsmodus word bepaal deur die 4bit -kieswaarde soos volg, 0101 vir byvoeging

0110 vir aftrekking

0111 vir vermenigvuldiging

1000 vir verdeling

die modules wat binne ALU gebruik word, is reeds beskikbaar in die ingeboude LOGISIM -biblioteek.

Let wel: die resultaat word nie in die ALU gestoor nie, dus het ons 'n eksterne register nodig

Stap 3: Registers vir algemene doeleindes (Reg A, B, C, D, Display Reg)

Registers is basies 'n aantal flipflops om 'n greep of 'n hoër datatipe op te slaan.

maak dus 'n register deur 8 D-flipflops te rangskik soos aangedui, en maak ook 'n simbool daarvoor.

Reg A en Reg B is direk verbind met ALU as twee operande, maar Reg C, D en vertoonregister is apart.

Stap 4: RAM

Ons RAM is relatief klein, maar dit speel 'n baie belangrike rol, aangesien dit die programdata en instruksiedata stoor, aangesien dit slegs 16 Bytes is, moet ons instruksiedata (kode) aan die begin en programdata (veranderlikes) in die rus grepe.

LOGISIM het 'n ingeboude blok vir RAM, so sluit dit net in.

RAM bevat die data, adresse wat benodig word om die pasgemaakte monteerprogram te laat loop.

Stap 5: Instruksieregister en geheue -adresregister

Hierdie registers tree basies op as buffers en bevat die vorige adresse en data daarin, en uitsette wanneer dit ooit nodig is vir die RAM.

Stap 6: Klok Prescalar

Hierdie module was nodig, dit verdeel die kloksnelheid met die Prescaler, wat lei tot laer kloksnelhede.

Stap 7: Beheerlogika, ROM

En die mees kritieke deel, die Control Logic en ROM, ROM hier is basies 'n plaasvervanger vir die hard-bedrade logika van control logica.

En die module daarby is 'n pasgemaakte bestuurder vir die ROM, slegs vir hierdie argitektuur.

Stap 8: Vertoon

Dit is waar die uitset vertoon word, en die resultaat kan ook in die register vertoon word.

Kry die nodige lêers van HIER.