Hoe het bouwen van een 8-bits Computer (13 / 18 stap)

Stap 13: Control Matrix

De controle-matrix van een computer vertelt elk individu deel wanneer nemen input en output van de waarde ervan. Er zijn meerdere statussen voor elke bewerking in een computer. Deze landen worden getriggerd door een soort teller een teller ring genoemd. Een ring teller alleen heeft een beetje hoog op een moment en haar uitgangen opeenvolgend doorlopen. Bijvoorbeeld, als een ring item 4 uitgangen heeft wel eerst de eerste uitvoer actief. Op de volgende klok-puls wordt het zijn tweede uitgang hoog (en de eerste laag) ingesteld. De volgende klok-puls zal vooraf de bit één output hoger, enzovoort. Deze fasen heten T Staten. De computer in dit Instructable gebruikt 6 T-Staten voor de bewerking van één opdracht. De eerste drie T Staten zijn wat wordt genoemd de fetch-cyclus waarin de huidige instructie is gehaald en in het instructie-register geplaatst. Het instructieregister is ook met één verhoogd. De tweede reeks van drie T staten hangt af van welke OP code wordt ingevoerd in de controle-matrix uit het register van de instructie. De T-Staten zijn als volgt:

T1: De inhoud van het programma-item worden overgebracht naar het geheugen adres-register. (Adres staat)
T2: het instructieregister is met één verhoogd. (Increment staat)
T3: de geadresseerde byte in het programmageheugen wordt omgezet in het instructie-register. (Geheugen staat)
T4: afhankelijk van welke opdracht wordt uitgevoerd.
T5: afhankelijk van welke opdracht wordt uitgevoerd.
T6: afhankelijk van welke opdracht wordt uitgevoerd.

Er zijn twee methoden voor het maken van een controle-matrix: discrete logica en ROM's gebruiken De rom-methode is de eenvoudigste en meest efficiënte. Met behulp van discrete logica gaat ontwerpen een massale logica schema dat zal de uitgang van de woorden van de juiste controle voor uw computer op basis van een OP-code invoeren. ROM staat voor read-only-memory. Er zijn verschillende soorten ROM's die u voor gebruik in uw te bouwen overwegen kunt. Voor mijn computer ik oorspronkelijk gebruikte EEPROM (elektronisch wisbaar programmeerbaar ROM) maar dan verschoven naar NVRAM (non-volatile random access memory) na de EEPROM chips mislukt om te schrijven. Ik adviseer geen NVRAM zoals het is bedoeld voor RAM-geheugen en niet permanente opslag. EEPROM is de meest efficiënte oplossing in mijn mening.

De controle-matrix zal hebben drie ROM chips elk met tenminste 32 adressen van 8 bit opslag (evenals de timing en tellen elementen). De binaire woord dat wordt verzonden uit de controle-matrix heet het besturingselement ROM en bevat alle de bits van de controle voor elk onderdeel van uw computer. U wilt om zeker te zijn organiseren de control bits en weten hun volgorde. U wilt geen operatie een precisiemodus dat elk deel van de computer inactief is (behalve de klok natuurlijk). Het woord van de controle voor de computer die wordt beschreven in dit Instructable is van lengte 16 bits en wordt opgeslagen in twee ROM chips van de controle. De eerste drie adressen van de ROM chips van controle houden de controle woorden voor de fetch-cyclus. De rest van de adressen op de chip Houd de controle woorden in paren van drie voor elke code OP. De derde ROM-chip houdt de geheugenplaats voor het begin van de sequentie van het woord voor elke code OP en is gericht door de OP-code zelf. Bijvoorbeeld, in mijn computer zal als u het besturingselement de OP code 0110 geven het output binaire 21, die is het adres van het begin van de JMP opdracht. Er is een 8-bits teller tussen het OP ROM en het besturingselement ROM's die van 0-2 (eerste drie T Staten telt) dan op de derde T staat het adres door de ROM OP output geladen en vanuit die positie telt totdat de T1 staat de teller weer geleegd. De ring en de binaire teller voor de controle-matrix worden gecontroleerd door een omkering van de klok-puls zodat controle woorden aanwezig wanneer de stijgende klok-puls naar de elementen van de computer gaat zijn. Het hele proces in volgorde is als volgt:

1.) T1 staat Hiermee wist u de teller op 0, is de precisiemodus opgeslagen op 0 verstuurd
2.) de klok gaat hoog en de adres staat plaatsvindt
3.) de klok gaat laag en op zijn beurt de stappen van het besturingselement Teller en precisiemodus 1 is verstuurd
4.) de klok gaat hoog en de increment cyclus plaatsvindt
5.) de klok gaat laag en het besturingselement Teller stappen naar 2, precisiemodus 2 is verstuurd
6.) de klok gaat hoog en de geheugen-staat plaatsvindt en de code OP aankomt bij het register van de instructie, T3 is ook actief wat betekent aan de volgende laag klok pols het adres van de control OP zal worden geladen
7.) de klok gaat laag en laadt de teller met het adres van de eerste van de drie controle woorden voor de code OP bepaalde
8.) T4, T5 en T6 uitvoeren van de code OP
9.) T1 wordt de teller opnieuw ingesteld, blijft het proces totdat een OP HLT is ontvangen. Met de opdracht HLT stopt de klok.