电子diy吧 关注:20,063贴子:70,206
  • 14回复贴,共1

从零开始设计一个简单的CPU和计算机,证明是可行的!

只看楼主收藏回复

现代的CPU很强大和复杂,导致很多人认为个人是无法设计一个CPU的,或者即使能设计出来简单的也是需要很多经费和大量的元器件。
百度和谷歌一下网上的设计,几乎都是外国人的作品,有一些还是很复杂的,动不动说花了好几年时间。最近有一个英国剑桥的詹姆斯·纽曼(James Newman),打造一台只能玩俄罗斯方块的大块头花了他四年时间,耗资达到4万英镑!!!!而仅仅只是希望让人了解计算机的工作原理。
那我们普通人能不能加入?到底能不能设计出一个计算机来?
当然能!
强大的CPU暂且不说,就拿简单的来说,我认为个人设计一个简单的CPU不但是可行的,还是非常有意义的,当然这个设计必须得是从零开始设计的----只使用简单的逻辑元器件,比如74系列元器件(三极管?)。
在查找了很多相关的书籍还有逛国内外网站后,又花了很多时间去比较和验证,终于设计出了一个简单又特别经典的计算机(关键是成本也少)。
也许很多人说为什么不使用可编程逻辑器件来制作呢?还简单便捷,我觉得能使用简单的逻辑器件制作的才是从零开始设计,也是对计算机的底层工作原理了解最好的方式。
另外要说,按照我的设计,你甚至可以使用简单的三极管、MOS管来制作一个计算机!而且并不是很难的事情,因为我的设计也只使用了28块74系列芯片而已!
==============================================
介绍一下我设计的计算机系统的基本概况:
小名:qCPU(CuteCPU)
CPU:4位
ROM:4KB
RAM:256B
运行频率:74芯片极限
IO:2组4位的IO口
4个按键
其他外设就是5个LED发光二极管,一个蜂鸣器,一个5X7点阵LED,一个LCD1602液晶
总共8条指令,配备我自己设计的汇编器,使用起来跟
当年使用8086汇编编程很像
目前可以使用USB下载,USB提供电源,在电脑编写代码后,编译下载运行一条龙!!
==============================================
目前的指令如下:
ADD 加法
RM 读取内存
ADDC 带进位加法
WM 写内存
SUB 减法
OUT IO输出
< 小于比较
= 等于比较
GOTO 小跳转
QCLR 清空
QMOV 赋值
QADD 加法
QSUB 减法
QGOTO 长跳转
QJMP 立即跳转
==============================================
不多说了,,,上图说话吧,,目前一些功能还在测试中,代码库也在完善中。
这个板子发去打样后发现有一个BUG,就在板子上临时修改了












待续……


IP属地:广西1楼2017-02-22 22:35回复
    王安电脑在美国当年也只比IBM落后五年,唉。国内没有那个土壤啊


    IP属地:湖北来自Android客户端7楼2017-02-23 11:51
    回复
      2026-09-13 00:16:29
      广告
      不感兴趣
      开通SVIP免广告
      FPGA


      来自Android客户端12楼2017-02-23 22:46
      回复
        高端的技术,原来都是基于简单的原理。见识到了


        来自Android客户端14楼2017-03-01 17:14
        回复
          厉害了


          来自Android客户端15楼2017-03-06 11:22
          回复
            这个CU用的是IC么


            IP属地:辽宁16楼2018-07-08 19:51
            回复
              怎么感觉是单片机


              IP属地:河北来自Android客户端17楼2018-07-08 21:31
              回复
                不知老兄是否考虑过,用电磁继电器构建门电路代替74系列芯片来构建这个CPU的可行性?


                IP属地:安徽18楼2018-08-12 13:48
                收起回复
                  2026-09-13 00:10:29
                  广告
                  不感兴趣
                  开通SVIP免广告
                  这玩意就是个单片机。


                  IP属地:浙江来自Android客户端19楼2018-09-06 18:36
                  回复


                    IP属地:云南来自iPhone客户端20楼2018-09-06 21:37
                    回复
                      现在一些冷门的74芯片不好买,而且很贵


                      IP属地:陕西来自Android客户端21楼2018-09-09 06:34
                      回复
                        老哥你是用logisim画的电路图吗


                        IP属地:河北来自Android客户端23楼2019-11-01 09:56
                        回复
                          这是单板机吧


                          来自Android客户端24楼2019-11-02 09:17
                          回复