ORDINATEUR 8 BITS : 8 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Pour simuler cela, vous avez besoin d'un logiciel appelé LOGISIM, c'est un simulateur numérique très léger (6 Mo), qui vous guidera à travers chaque étape et les conseils que vous devez suivre pour obtenir un résultat final et sur le chemin, nous apprendrons comment les ordinateurs sont fabriqués, en créant notre propre langage d'assemblage personnalisé !!!.

Cette conception est basée sur l'architecture Von Neumann, où la même mémoire est utilisée à la fois pour les données d'instruction et les données de programme, et le même BUS est utilisé pour le transfert de données et le transfert d'adresse.

Étape 1: Commençons à créer des modules

Un ordinateur 8 bits dans son ensemble est compliqué à comprendre et à fabriquer, alors divisons-le en différents modules

parmi tous les modules les plus courants se trouvent les registres, qui sont essentiellement des blocs de construction de circuits numériques.

LOGISIM est très convivial, il a déjà la plupart des modules mentionnés ci-dessous dans sa bibliothèque intégrée.

les modules sont:

1. ALU

2. Registres à usage général

3. AUTOBUS

4. RAM

5. Registre d'adresses mémoire (MAR)

6. Registre d'instructions (IR)

7. Compteur

8. Affichage et affichage du registre

9. Logique de contrôle

10. Contrôleur logique de commande

Le défi consiste à faire en sorte que ces modules s'interfacent les uns avec les autres à l'aide d'un BUS commun à des intervalles de temps prédéterminés particuliers, puis un ensemble d'instructions peut être exécuté, comme l'arithmatique, la logique.

Étape 2: ALU (Unité Arithmatique et Logique)

Nous devons d'abord créer une bibliothèque personnalisée appelée ALU afin que nous puissions l'ajouter dans notre circuit principal (ordinateur complet avec tous les modules).

Pour créer une bibliothèque, commencez simplement par un schéma normal montré dans cette étape en utilisant un additionneur, un soustracteur, un multiplicateur, un diviseur et un MUX intégrés. sauvegarde le! et tout ça !!!

Ainsi, chaque fois que vous avez besoin d'ALU, tout ce que vous avez à faire est d'aller dans projet> charger la bibliothèque> bibliothèque logisim localiser votre fichier ALU.circ. une fois le schéma terminé, cliquez sur l'icône dans le coin supérieur gauche pour créer le symbole du schéma ALU.

vous devez suivre ces étapes pour tous les modules que vous créez afin qu'à la fin nous puissions les utiliser facilement.

ALU est le cœur de tous les processeurs, comme son nom l'indique, il effectue toutes les opérations arithmétiques et logiques.

notre ALU peut faire des additions, soustractions, multiplications, divisions (peut être mis à niveau pour effectuer des opérations logiques).

Le mode de fonctionnement est décidé par la valeur de sélection 4 bits comme suit, 0101 pour ajout

0110 pour la soustraction

0111 pour la multiplication

1000 pour la division

les modules utilisés dans ALU sont déjà disponibles dans la bibliothèque intégrée de LOGISIM.

Remarque: Le résultat n'est pas stocké dans l'ALU, nous avons donc besoin d'un registre externe

Étape 3: Registres à usage général (Reg A, B, C, D, Display Reg)

Les registres sont essentiellement un nombre n de bascules pour stocker un octet ou un type de données supérieur.

alors faites un registre en arrangeant 8 bascules D comme indiqué, et faites également un symbole pour cela.

Reg A et Reg B sont directement connectés à ALU en tant que deux opérandes, mais Reg C, D et le registre d'affichage sont séparés.

Étape 4: RAM

Notre RAM est relativement petite, mais elle joue un rôle très important car elle stocke les données de programme et les données d'instruction, car elle ne fait que 16 octets, nous devons stocker les données d'instruction (code) au début et les données de programme (variables) dans le octets de repos.

LOGISIM a un bloc intégré pour la RAM, il suffit donc de l'inclure.

La RAM contient les données, les adresses requises pour exécuter le programme d'assemblage personnalisé.

Étape 5: Registre d'instructions et registre d'adresses mémoire

Fondamentalement, ces registres agissent comme des tampons, contenant les adresses et données précédentes, et des sorties chaque fois que cela est nécessaire pour la RAM.

Étape 6: Horloge préscalaire

Ce module était nécessaire, cela divise la vitesse d'horloge avec le Prescaler, ce qui entraîne des vitesses d'horloge plus faibles.

Étape 7: Logique de contrôle, ROM

Et la partie la plus critique, la logique de contrôle, et ROM, ROM ici est essentiellement un remplacement pour la logique câblée de la logique de contrôle.

Et le module à côté est un pilote personnalisé pour la ROM uniquement pour cette architecture.

Étape 8: Affichage

C'est là que la sortie sera affichée, et le résultat peut également être stocké dans le registre d'affichage.

Obtenez les fichiers nécessaires ICI.