Kompyuta 8-Bit kwenye Muhtasari wa Ubao wa Mkate: Hatua 3

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:52

Lengo langu kwa mradi huu lilikuwa kujenga uelewa mzuri wa usanifu wa kompyuta, muundo wa vifaa, na lugha za kiwango cha mkutano. Kuwa Junior katika chuo kikuu kusoma uhandisi wa kompyuta, nilikuwa nimekamilisha kozi za elektroniki, maabara zikinitambulisha kwa lugha ya kusanyiko, na usanifu wa vifaa. Katika kupokea utangulizi wa mada hizi, nilitaka kuongeza uelewa wangu wa maelezo mazuri katika kozi zote tatu, na ni njia gani bora ya kujifunza kuliko kufanya kazi kwenye mradi?

Nia yangu ya asili ilikuwa kukusanyika kikamilifu kompyuta hii ya 8-Bit kwa kutumia video za hotuba zilizotolewa kwenye idhaa ya youtube ya Ben Eater, ambayo hufanya kazi nzuri ya kuvunja mchakato wa muundo kuwa mchanganyiko thabiti wa nyenzo ambazo nimefunika na mambo ambayo nilikuwa bado jifunze. Kwa kuwa tayari nilikuwa na uelewa wa kimsingi wa muundo wa mchanganyiko na mantiki ya umeme, nilitaka kujipa changamoto kwa kujaribu kubuni na kujenga sehemu za kompyuta baada ya ukaguzi wa muundo, lakini bila kutazama maagizo ya ujenzi. Katika mradi wote, lengo langu lilikuwa kujifunza na kuboresha uelewa wangu zaidi kuliko tu kujenga kitu kipya, kwa hivyo katika kila hatua ya mradi, nilisoma kidogo kutoka kwa nakala za mkondoni na mabaraza juu ya usanifu wa sehemu, na mikataba ya msingi inayotumiwa kwa kila moja wao.

Hatua ya 1: Utafiti Njiani

Mradi huu ulinifanya nisome sana kuliko vile nilivyotarajia. Njia yangu kuu kwa kila sehemu ilikuwa kusoma muhtasari kutoka kwa jukwaa la mtandaoni au nakala, tazama mihadhara kutoka kwa video za Mlaji, na kujaribu kubuni sehemu yangu mwenyewe kabla ya kujenga, kujaribu, na wakati mwingi nikihitaji kuifuta kwa njia iliyoongozwa zaidi kutoka kwa idhaa ya Mlaji. Mfano wa hii ni wakati nilikuwa ninaunda sehemu ya ALU ya PC. Nilipokuwa nikitazama video za muundo, nilisoma makala juu ya vifaa vya chip ambavyo vilikuwa na utendaji wa hali ya juu na pembejeo za kuchochea ambazo zingeruhusu kubadilisha aina za mafundisho na kuingiza pembejeo kuwa 2 inayosaidia ndani. Walakini, kabla ya kununua chips hizi za kurahisisha, nilikagua njia ya kubuni ambayo Ben Eater alizungumzia kwenye video zake, na mchanganyiko wa viongezeo na milango ya mantiki ya XOR kuongeza utendaji katika moduli ya ALU bila kuhitaji chips za gharama kubwa. Hii ilinifanya nithamini matumizi ya mantiki tofauti na matumizi yake kwa muundo wa kompyuta, na kujifunza njia tofauti za vifaa vya ujenzi. Kwa kuchanganya vidonge vya kiwango cha chini kwenye ubao wa mkate, nilijifunza pia sifa kadhaa muhimu za usanifu zinazotumiwa ndani ya ALU, ambayo iliongeza uelewa wangu juu ya sehemu hii ya utekelezaji kwenye PC.

Sehemu nyingine muhimu ambayo nilijifunza juu yake ni matumizi ya transceivers, pia inajulikana kama bafa. Kabla ya kuingia ndani zaidi ya mradi huo, nilifikiri kwamba ningewasha tu na kuzima vifaa anuwai kwa kutumia ishara za kudhibiti, lakini nikapata haraka katika nakala zote ambazo buffers zinahitajika kutumiwa ili kutekeleza usanifu wa mtindo wa Von-Neuman vizuri. Kwa sababu kompyuta hutumia basi iliyoshirikiwa kwa data kusafiri kati ya moduli tofauti kwenye PC, usawazishaji wa mizunguko uliamriwa na saa. Walakini, kuruhusu duka na mizigo kutokea bila kuingiliana na data inayopatikana kwenye basi, niligundua kuwa transceivers walikuwa muhimu kutenda kama milango, ikihitaji ishara ya kuwezesha data itiririke kwenye basi kwa wakati unaofaa. uwezo wa kusoma haukuwa mgumu kueleweka, kwani waya kila wakati hushikilia maadili kwenye basi, lakini kutumia thamani sahihi ilimaanisha kuwezesha sajili kushikilia dhamana mpya.

Njia moja ya mwisho ya kuchukua kutoka kwa utafiti katika mradi huu ilikuwa kuelewa tofauti za vipimo kati ya chips ambazo zilifanana. Mara nyingi nilipata chips zilizo na nambari sawa za kitambulisho lakini herufi tofauti za maelezo kama LS na HC. Kile nilichokuja kujifunza ni kwamba haikuwa tu maandishi ya utengenezaji, lakini pia muda na uainishaji wa nguvu juu ya chips. Nashukuru kwa kuwa kompyuta yangu ilitumia kiwango cha chini kabisa, vifaa vya kuvumiliana sana, sikuhitaji kuwa na wasiwasi juu ya kulinganisha vielelezo vingi, lakini kwa muundo wa kiwango cha juu, nilijifunza kuwa vitu kama kasi ya saa na nguvu ya kuchora ni muhimu kwa kufanikiwa au kutofaulu kwa elektroniki. kubuni

Hatua ya 2: Shida Imekutana

Kwa haraka haraka kwenye mradi huo niliweza kubuni vitu rahisi kama saa ya saa ya kusawazisha michakato, na usanifu wa kumbukumbu ya msingi, lakini kuhitaji kuagiza sehemu kando ya muhula mzito wa kozi kulifanya iwe ngumu kutenga wakati wa nje kwa mradi, na kunirudisha nyuma ratiba ya kukamilika. Baada ya shida yangu ya kwanza kubwa kutoka kuhitaji kusubiri wiki kwa sehemu kuwasili, niliishia kuepusha ucheleweshaji zaidi kwa kuagiza sehemu zote ambazo nilidhani nitahitaji kukamilisha mradi huu, ambao ulionekana kuwa muhimu kwani sikukumbana na ucheleweshaji hadi kuchapisha hii. Baada ya kujifunza njia kadhaa za msingi za utatuaji pia, nilianza kupuuza mkutano ambao ulimaanisha kuhitaji kurudi nyuma na kutazama tena video ili nipate makosa yangu, ambayo kawaida yalisababisha kuchukua bodi nyingi. Hii haikuwa na njia ya mkato. Nilijifunza thamani katika kuangalia maendeleo yako katika ujenzi wa kifaa chochote cha elektroniki. Kwa kurekebisha kila bodi njiani, niliweza kuendelea kuzichanganya na ujasiri zaidi, kisha utaftaji wa bodi zilizojumuishwa zikawa rahisi zaidi.

Hatua ya 3: Mafanikio na Tafakari

Kwa jumla, kwa sasa nimekamilisha saa, opcode na kaunta ya programu, kitengo cha ALU, rejista za rt na rd, na RAM. Licha ya kuhitaji kukamilisha basi na vifaa vya pembeni ili kukamilisha mradi huu, nimejifunza kiasi kikubwa juu ya usanifu wa kompyuta, ambayo natarajia kuendelea na uchaguzi wangu wa mwaka wa juu, nikichukua kozi ya usanifu wa kompyuta.

M5 ilitoa vifaa vyote muhimu ili nifanye kazi kwenye mradi wangu, na vifaa viliwekwa vizuri kando ya kuta za sehemu, kwa hivyo nilijua mapema sana kwenye sehemu ambazo zinahitaji kuagiza na ni nini kinachoweza kutolewa. Ikiwa mwanafunzi mwingine angechukua mradi huu, hakika ningeona kuwa mradi huu unachukua muda mwingi ikiwa unajaribu kuelewa kila kitu kinachoendelea kwenye kompyuta. SI VIGUMU, lakini inahitaji utunzaji ikiwa unataka ifanye kazi kwa mafanikio. Ninapendekeza sana kupitia orodha ya kucheza ya video kwenye idhaa ya youtube ya Ben Eater kupata ufahamu wa sehemu zote ambazo unahitaji kutumia ili usiache nyuma kwa wakati ikiwa haujapanga kubuni njia yako mwenyewe. Kwa kuwa nilinunua sehemu nyingi ninazopanga kuchukua hii nami kukamilisha kwa wakati wangu mwenyewe, lakini itakuwa sawa kutoa hii ili kumruhusu mwanafunzi mwingine kuikamilisha, ambayo itamaanisha kufichua mwanga kwa muundo wa sehemu zilizobaki, lakini umakini mkubwa juu ya lugha ya kusanyiko, ambayo kwa bahati nzuri nilifanya kazi wakati wa madarasa mengine