颁笔鲍の创りかた
- 2. 流れ ? はじめに ? プルアップ?ダウン ? チャタリング ? 発振回路 ? ROM ? CPUの仕様 ? 機械語 ? FF ? 1BitCPU ? ALU ? IO ? 命令デコーダ ? 実際の回路
- 3. 古のオタクにオススメできる一冊。 ? 渡波郁著：初版2003年 314P ? 絵柄から時代を感じる。 ? 完全に枯れているので初歩を学ぶには最適 ? 10個のICで動くCPUを自作します。 ? 文章がかなり冗長なので飽きずに読むことができる。 ? ノリが00年代なのであいたたたたた(汗 ? ?くどいと思う人もいるかもしれない。 ? ?入門なのでCPUに詳しい人にはオススメしない
- 6. 1.はじめに ? 手軽に3GHz、5GHzといった高速CPUが手に入る ? 自作なんて意味ない ? でも仕組みを理解するには最適。 ? ここでは徹底的に単純化したCPUを設計します ? それも自由に動作できる限界の4bitです。 ? ICたったの10個だけ。 ? 16ステップしか動かない ? 実用性？そんなもの( ? 100％からくり人形です。 ? メカなので直感的にわかります
- 7. 今回作るCPUの仕様 （ToriaezuDousasuru4bitCPU） Intel pentium4 TD4 汎用レジスタ 32bit*8 4bit*2 アドレス空間 32bit*2 4bit プログラムカウンタ 32bit 4bit フラグレジスタ 32bit 1bit 算術演算 浮動小数計算 4bit adder 動作クロック 1.4GHz 3MHz トランジスタ数 4200万以上 1500
- 8. CPUとは ? プログラムカウンター?命令をメモリから取り出す（命令フェッチ） ? 命令を解読（デコード） ? デコード結果に従い演算を行う（実行） ? 演算結果を格納（ストア） クロックごとにこれを繰り返す機械です。
- 14. 0と1をどう表現するのか ? 電圧が低いか高いかで判断します。 ? 今回は0V＝0、5V＝1とします。 ? Active-LOW, Active-HIGH ? 正論理と負論理がICごと決まっているので注意する。
- 16. プルアップ/ダウン
- 17. これで完成！…?
- 20. クロック
- 22. 発振回路（クロックジェネレータ）
- 24. ROM ? 書き換えられない消えない記憶装置 ? 起動するときにしか普通は使わない ? BIOS読み込み ? このCPUではROMにプログラムを 格納。 ? 普通はHDDなどのRAMに格納される ? 1Bit記録したい…どうしよう…
- 25. スイッチ
- 26. 全部は無理 ? CPUはROMから一気に全部プログラムを取り出せない。 ? 今回はたったの4Bit… ? ちょっとずつ取り出す必要！ ? 漫画のn巻を貸して！ ROM (128bit) CPU データバス(8bit) アドレスバス(4bit) N番地のデータをくれ あいよ
- 27. 実際はどうなってるか ? UV-EEPROM 256Kbit ? 昔はヒューズで書いてた ? 15bit address A0~A14 ? 8bit data Q0~Q7
- 28. 1产颈迟の搁翱惭
- 36. CPUの仕様 Intel pentium4 TD4 汎用レジスタ 32bit*8 4bit*2 アドレス空間 32bit*2 4bit プログラムカウンタ 32bit 4bit フラグレジスタ 32bit 1bit 算術演算 浮動小数計算 4bit adder 動作クロック 1.4GHz 3MHz トランジスタ数 4200万以上 1500
- 37. 命令フォーマット 7 6 5 4 3 2 1 0 オペレーションコード イミディエイトデータ(Im) ADD A, Im 0000 ADD B, Im 0101 MOV A,Im 0011 MOV B, Im 0111 MOV A, B 0001 MOV B, A1 0100 JMP lm 1111 JNC lm 1110 IN A 0010 IN B 0110 OUT B 1001 OUT Im 1011 ADD A, 0(NOP) 0000 命令をするのに使うデータ4bit
- 38. 机械语で书くと…
- 39. プログラム
- 42. 4产颈迟メモリの完成です
- 44. 础と叠のやりとり
- 45. ロード?保持を切り替える
- 46. 計算させたい 保持もしたい
- 47. 4bitでMOVしようとすると…? 4ch スイッチ必要 2ch スイッチ 2ch スイッチ 2ch スイッチ 2ch スイッチ
- 49. MOV A, B LOAD1 L LOAD2H LOAD3H LOAD4H SELECTA H SELECTB L
- 52. 加算器 増やせば 桁が増える
- 53. =
- 55. とにかく础尝鲍を作ってみる
- 59. MOV A, Imをやると？
- 60. 顿レジスタを犠牲にした
- 62. 桁上がりを贵贵で保持
- 71. まとめると…?
- 76. 最後はプログラミング 0000 OUT 0111 LEDを3つON 0001 ADD A, 0001 Aレジスタ＋1 0010 JNC 0001 キャリーまでループ 0011 ADD A,0001 Aレジスタ＋1 0100 JNC 0011 キャリーまでループ 0101 OUT 0110 LEDを2つON 0110 ADD A,0001 Aレジスタ＋1 0111 JNC 0110 1000 ADD A, 1000 Aレジスタ＋1 1001 JNC 1000 キャリーまでループ 1010 OUT 0000 LED全OFF 1011 OUT 0100 LED1個ON 1100 ADD 0001 Aレジスタ＋1 1101 JNC 1010 キャリーまでループ 1110 OUT 1000 終了LEDON 1111 JMP 1111 終了