8BIT DATOR: 8 steg

2025 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2025-01-13 06:58

För att simulera detta behöver du en mjukvara som kallas LOGISIM, en mycket lätt (6MB) digital simulator, jag tar dig igenom varje steg och tips du behöver följa för att få ett slutresultat och på vägen lär vi oss hur datorer tillverkas genom att göra ett helt nytt anpassat monteringsspråk för oss !!!.

Denna design är baserad på Von Neumann -arkitektur, där samma minne används för både instruktionsdata och programdata, och samma BUS används för både dataöverföring och adressöverföring.

Steg 1: Låt oss komma igång med att göra moduler

En 8 -bitars dator i sin helhet är komplicerad att förstå och göra, så låt oss dela den i olika moduler

bland alla de vanligaste modulerna är register, som i huvudsak är byggstenar för digitala kretsar.

LOGISIM är mycket användarvänligt, det har redan de flesta av de nedan nämnda modulerna i sitt inbyggda bibliotek.

modulerna är:

1. ALU

2. Register för allmänna ändamål

3. BUSS

4. RAM -minne

5. Minnesadressregister (MAR)

6. Instruktionsregister (IR)

7. Räknare

8. Visa och visa register

9. Kontrolllogik

10. Styrlogikstyrenhet

Utmaningen är att få dessa moduler att interagera med varandra med hjälp av en gemensam buss vid särskilda förutbestämda tidsluckor, sedan kan en uppsättning instruktioner utföras, som aritmatisk, logisk.

Steg 2: ALU (aritmatisk och logisk enhet)

Först måste vi skapa ett anpassat bibliotek som heter ALU så att vi kan lägga till det i vår huvudkrets (komplett dator med alla moduler).

För att skapa ett bibliotek, börja med en normal schmatik som visas i detta steg med hjälp av inbyggd adderare, subtraktor, multiplikator, divider och MUX. spara den! och det allt !!!

så när du någonsin behöver ALU är allt du behöver göra att gå till projekt> ladda bibliotek> logisim -bibliotek hitta din ALU.circ -fil. när du är klar med schemat, klicka på ikonen i det övre vänstra hörnet för att skapa symbolen för ALU -schemat.

du måste följa dessa steg för alla moduler du gör så att vi i slutändan kan använda dem enkelt.

ALU är hjärtat för alla processorer, som namnet antyder att det gör alla de aritmatiska och logiska operationerna.

vår ALU kan göra addition, subtraktion, multiplikation, division (kan uppgraderas för att göra logiska operationer).

Driftläget bestäms av 4 -bitars valvärde enligt följande, 0101 för tillägg

0110 för subtraktion

0111 för multiplikation

1000 för division

modulerna som används inuti ALU är redan tillgängliga i LOGISIM inbyggda bibliotek.

Obs! Resultatet lagras inte i ALU, så vi behöver ett externt register

Steg 3: Register för allmänna ändamål (Reg A, B, C, D, Display Reg)

Register är i princip n antal flipflops för att lagra en byte eller en högre datatyp.

så gör ett register genom att ordna 8 D-flip-flops som visas, och gör också en symbol för det.

Reg A och Reg B är direkt anslutna till ALU som två operander, men Reg C, D och displayregister är separata.

Steg 4: RAM

Vårt RAM -minne är relativt litet, men det spelar en mycket viktig roll eftersom det lagrar programdata och instruktionsdata, eftersom det bara är 16 Bytes måste vi lagra instruktionsdata (kod) i början och programdata (variabler) i vilbyte.

LOGISIM har ett inbyggt block för RAM, så lägg bara till det.

RAM lagrar data, adresser som krävs för att köra det anpassade monteringsprogrammet.

Steg 5: Instruktionsregister och minnesadressregister

I grund och botten fungerar dessa register som buffertar, som innehåller de tidigare adresserna och data i dem och utgångar när det någonsin krävs för RAM -minnet.

Steg 6: Klocka Prescalar

Denna modul var nödvändig, detta delar klockhastigheten med Prescaler, vilket resulterar i lägre klockhastigheter.

Steg 7: Kontrolllogik, ROM

Och den mest kritiska delen, Control Logic och ROM, ROM här är i grunden en ersättning för den hårdkopplade logiken för kontrolllogik.

Och modulen bredvid är en specialbyggd drivrutin för ROM bara för denna arkitektur.

Steg 8: Display

Det är här utdata kommer att visas, och resultatet kan också lagras i displayen.

Hämta de nödvändiga filerna HÄR.