8BIT BİLGİSAYAR: 8 Adım

2025 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2025-01-23 15:13

Bunu simüle etmek için, LOGISIM adlı bir yazılıma ihtiyacınız var, bu çok hafif (6MB) bir dijital simülatör, sizi her adımda ve bir sonuca ulaşmak için izlemeniz gereken ipuçlarından geçirecek ve bu yolda nasıl yapılacağını öğreneceğiz. bilgisayarlar, kendimize ait yepyeni bir özel Assembly dili yaparak yapılır !!!.

Bu tasarım, hem komut verileri hem de program verileri için aynı belleğin kullanıldığı ve hem veri aktarımı hem de adres aktarımı için aynı BUS'un kullanıldığı Von Neumann mimarisine dayanmaktadır.

Adım 1: Modülleri Yapmaya Başlayalım

8 bitlik bir bilgisayarı bir bütün olarak anlamak ve yapmak karmaşıktır, bu yüzden onu farklı modüllere ayıralım

tüm en yaygın modüller arasında, esasen dijital devrelerin yapı taşları olan kayıtlar bulunur.

LOGISIM çok kullanıcı dostudur, yerleşik kütüphanesinde aşağıda belirtilen modüllerin çoğuna zaten sahiptir.

modüller şunlardır:

1. ALU

2. Genel amaçlı kayıtlar

3. OTOBÜS

4. RAM

5. Bellek Adres Kaydı (MAR)

6. Talimat Kaydı (IR)

7. Sayaç

8. Ekran ve ekran kaydı

9. Kontrol Mantığı

10. Kontrol mantık denetleyicisi

Zorluk, bu modüllerin belirli önceden belirlenmiş zaman dilimlerinde ortak bir BUS kullanarak birbirleriyle arayüz oluşturmasını sağlamaktır, daha sonra aritmatik, mantıksal gibi bir dizi talimat gerçekleştirilebilir.

Adım 2: ALU(Aritmatik ve Mantıksal Birim)

İlk önce ALU adında özel bir kütüphane yapmamız gerekiyor ki onu ana devremize ekleyelim (tüm modülleri ile komple bilgisayar).

Bir kitaplık oluşturmak için, yerleşik toplayıcı, çıkarıcı, çarpan, bölücü ve MUX kullanarak bu adımda gösterilen normal şemalarla başlayın. Onu kurtar! ve hepsi bu!!!

Bu nedenle, ne zaman ALU'ya ihtiyacınız olursa, tek yapmanız gereken proje>kütüphaneyi yükle>lojistim kitaplığı'na gidip ALU.circ dosyanızı bulmaktır. şema ile işiniz bittiğinde, ALU şemasının sembolünü yapmak için sol üst köşedeki simgeye tıklayın.

Yaptığınız tüm modüller için bu adımları izlemeniz gerekiyor, böylece sonunda onları kolaylıkla kullanabiliriz.

ALU, adından da anlaşılacağı gibi, tüm aritmatik ve mantıksal işlemleri yaptığı için tüm işlemcilerin kalbidir.

ALU'muz toplama, çıkarma, çarpma, bölme yapabilir (mantıksal işlemler yapmak için yükseltilebilir).

Çalışma moduna aşağıdaki gibi 4 bitlik seçme değeri ile karar verilir, 0101 ekleme için

0110 çıkarma için

0111 çarpma için

bölme için 1000

ALU içinde kullanılan modüller LOGISIM yerleşik kitaplığında zaten mevcuttur.

Not: Sonuç ALU'da saklanmaz, bu nedenle harici bir kayda ihtiyacımız var.

Adım 3: Genel Amaçlı Kayıtlar(Kayıt A, B, C, D, Ekran Kaydı)

Kayıtlar temel olarak bir bayt veya daha yüksek bir veri türünü depolamak için n sayıda iki duraklıdır.

bu yüzden gösterildiği gibi 8 D-flipflop'u düzenleyerek bir kayıt yapın ve bunun için bir sembol yapın.

Reg A ve Reg B, iki işlenen olarak doğrudan ALU'ya bağlanır, ancak Reg C, D ve görüntü Kaydı ayrıdır.

Adım 4: RAM

RAM'imiz nispeten küçüktür, ancak Program verilerini ve Komut verilerini depoladığı için çok hayati bir rol oynar, sadece 16 Bayt olduğundan, komut verilerini (kodunu) başında ve program verilerini (değişkenleri) içinde saklamamız gerekir. dinlenme baytları.

LOGISIM, RAM için yerleşik bir bloğa sahiptir, bu yüzden eklemeniz yeterlidir.

RAM, özel montaj programını çalıştırmak için gereken verileri, adresleri tutar.

Adım 5: Komut Kaydı ve Bellek Adres Kaydı

Temel olarak, bu kayıtlar, RAM için gerektiğinde önceki adresleri ve verileri ve Çıkışları tutan arabellek görevi görür.

Adım 6: Saat Prescalar

Bu modül gerekliydi, bu, saat hızını Prescaler ile bölerek daha düşük saat hızlarına neden oldu.

Adım 7: Kontrol Mantığı, ROM

Ve en kritik kısım olan Kontrol Mantığı ve ROM, ROM burada temel olarak kontrol mantığının kablolu mantığının yerine geçer.

Ve yanındaki modül, yalnızca bu mimari için ROM için özel olarak oluşturulmuş bir sürücüdür.

Adım 8: Görüntüle

Çıktının görüntüleneceği yer burasıdır ve sonuç ayrıca ekran kaydında saklanabilir.

Gerekli dosyaları BURADAN alın.