Ön söz.
Asıl detaylı bilgiler ve kapsamlı bilgilerin sadeleştirilmesi sonucu oluşan rehber düşündüğünüzden kapsamlı.
4-Bit bir işlemci nasıl tasarlanır? sorusuna cevap olarak hazırlanan bu makale olağandan daha kapsamlı bir bilgi içeriyor.
Şimdilik, daha çok basitleştirilmiş olarak sunulacak olan makale ileriye dönük olarak revize edilip daha kapsamlı bir konu veya World dosyası olarak yayınlanabilir.
Tablolardan mantıksal tasarımına kadar uzanan şimdilik basitleştirilmiş bir rehbere hoş geldiniz!
Normal makale stilime farklı olarak bu makale içinde ilk kez alt başlık kullanacağım.
Yazılarımı okuyan kişiler bilir genel olarak başlıkları büyük bırakır genel bilgiler başlık ve madde olarak veririm.
Bu makale karmaşık bir yapı olmakla beraber özel olarak herkese hitap etsin mantığı ile yazılmamıştır.
Tümüyle basit bir anlatımla 4-Bit işlemci tasarımını anlatır.
1. Başlangıç, mantıksal tasarım ve bütün elemanların genel tasarımı.
İşlemci tasarlamaya başlamadan önce temel ve basit işlemci hareketlerini ve faaliyetlerini tanımlayalım.
Tanımlanan tablo basit işlemci faaliyetlerini ve mantığı aktarır.
Her işlemci kendisine tanımlanan fonksiyonları ve hareketleri elektriksel mantık kapıları ve bunlara tanımlanan komutlar ile getirir.
Kapılar değerleri karşıladıktan sonra sonuçlara göre işlemci faaliyet alır veya durur.
Tabloya tanımlanan işlemci fonksiyonlarının açıklamaları:
Register tanımları ve açıklamaları
Verilen bütün gösterimler ve tanımlar önceki şablon üstünde tanımlanan kayıtçı ve bellek birimlerinin detayları ve tanımları ile işlevlerini tanımlayacak tablo.
Bu tablo bize bütün 4-Bit işlemci iç donanımlarına dair bir bilgi vermekle beraber en azından genel olarak işlemcilerin karmaşık yapısına dair olan bilgimizi bir süre tazeleyecek.
F2, F1 F0 ve çıktı olarak bulunurlar.
Bu lise matematiğinin mantık konusu ile alakalı olmakla beraber birisi olur diğeri olmazsa ne olur sorusunun cevabı denebilir.
Öncelikle mantıksal tarafından önce Register grubunu ve açıklamasını yapalım tam olarak yerelleştirmek istersek kayıtçı veya yazmaç diyebiliriz.
Şimdi isterseniz mantıksal faaliyet sonuçlarına bakalım.
Faaliyet çıktılarının tablosu:
JPMC mantık yapısı.
JPMC operasyonları 2 değer çıktısı verir.
Bu tablo içindeki mantıksal çıktılar:
Bütün mantıksal çıktıların sonucun ifade edilmiş adresleri ve ana çıktıları.
Sona yorumları ile beraber verildi.
Bu tablo bize işlemcilerin 0-1 bir ile aslen ne kadar fazla matematiksel işlemi yapabileceğinin bir kanıtı.
3 adet tanımsal alana verilen 0-1 değerleri sonucu belirliyor.
Öncelikle size mantıksal sonuçları vermemim nedeni ise Aritmatiksel Mantık Birimi veya İngilizcesi ile ALU'nun basitçe mantığını anlatmak.
Bundan sonra ALU yapısını diğer yapılara bakacağız.
2. ALU'nun tasarlanması.
ALU tasarlanması mantıksal kapıların birleşimi sonucu oluşur.
ALU mantıksal işlemleri yapar ve aritmatiksel hesaplamaları tamamlar.
ALU kontrol hatları ve A ve B girişi ile donatılmıştır.
0-1 veya farklı değerlere göre farklı mantıksal sonuç verir ve yorum yapar.
ALU'lar mantıksal işlemleri yapmakla beraber hesaplamaları yapan iç donanımdır.
Bundan sonraki donanımların tasarlanması ve birleşimi mevcuttur.
3. Kontrol ünitesi ve grubunun tasarlanması.
Mikroprogram kontrol ünitesi ve kalan bağlantıları tamamlayacak işlem kontrol grubu tasarlanır.
Adresler ve JPMC ile çapraz bir bağa kurulur ve JPMC grubu MUX'a bağlıdır.
Belirlenen /5 değeri MBR tarafından gelir.
Kontrol ünitesi kendi mantıksal yapısına sahiptir.
Kontrol hafızasına Cahce görevi veya yapısal kodların ROM olarak kullanılması sağlanır ve kontrol hatları ile adreslemeli bağlantı mevcuttur.
Çapraz mantıksal kapılar ile beraber ön atamaları bir depolama mevcuttur.
Clock: İşlemci Saat Hızı Frekansını kontrol eder: GHz.
Control ünitesi olarak atanan grup kendi kontrol hattına sahiptir.
4. Atanmış girdi klavyesini oluşturmak.
Atanmış girdi klavyesi ile belirlenen komutlar ve hedefler gerçekleşir.
8'li çıktı sayacı ile uygulanır.
CPU, Clock ünitesi ve Program hafızası ile beraber çıktısı vardır.
Çıktı sayacı klasik 8'li sayaç denebilir.
5. Tasarımın tamamlanması ve faal CPU.
Tasarım tamamlanıp mantıksal grup tanımlandıktan sonra tüm parçaları birbirlerine bağlantılı olacak şekilde tanımlanır ve tasarım biter.
Artık işlemci çalışmaya ve birleşmeye hazırdır.
A,B,C ile gruplanmış veri yolları ve çıktılar vardır.
Bütün bilgiler dışarıya Output kanalı ile verilir.
Output işleminin olması için Write>Output gelmesi gerekir.
Sonuç gösterge üstünden yansır.
Bilgi: MUX Multiplexer olarak kullanılmıştır Laptoplara ait MUX ile karıştırmayınız.
Sonuç.
Mantıksal tasarım ve fiziksel kapı tasarımının ardından 4-Bit işlemci tasarlanmış olur.
Belirli bir işlem kapasitesi ile sizlere hizmet edecektir.
Reel olarak hız beklentisi: KHz bandında olup tahminen 890-1000 olabilir tahminen 1 MHz.
Modern hızlar olan GHz beklentisine girilmemelidir.
Bu rehber içinde hatalar olabilir, en sade şekilde aktarılmaya çalışılmıştır.
Okuduğunuz için teşekkürler.
Ben @351633.
İyi Sosyal'ler.
Asıl detaylı bilgiler ve kapsamlı bilgilerin sadeleştirilmesi sonucu oluşan rehber düşündüğünüzden kapsamlı.
4-Bit bir işlemci nasıl tasarlanır? sorusuna cevap olarak hazırlanan bu makale olağandan daha kapsamlı bir bilgi içeriyor.
Şimdilik, daha çok basitleştirilmiş olarak sunulacak olan makale ileriye dönük olarak revize edilip daha kapsamlı bir konu veya World dosyası olarak yayınlanabilir.
Tablolardan mantıksal tasarımına kadar uzanan şimdilik basitleştirilmiş bir rehbere hoş geldiniz!
Normal makale stilime farklı olarak bu makale içinde ilk kez alt başlık kullanacağım.
Yazılarımı okuyan kişiler bilir genel olarak başlıkları büyük bırakır genel bilgiler başlık ve madde olarak veririm.
Bu makale karmaşık bir yapı olmakla beraber özel olarak herkese hitap etsin mantığı ile yazılmamıştır.
Tümüyle basit bir anlatımla 4-Bit işlemci tasarımını anlatır.
1. Başlangıç, mantıksal tasarım ve bütün elemanların genel tasarımı.
İşlemci tasarlamaya başlamadan önce temel ve basit işlemci hareketlerini ve faaliyetlerini tanımlayalım.
Tanımlanan tablo basit işlemci faaliyetlerini ve mantığı aktarır.
Her işlemci kendisine tanımlanan fonksiyonları ve hareketleri elektriksel mantık kapıları ve bunlara tanımlanan komutlar ile getirir.
Kapılar değerleri karşıladıktan sonra sonuçlara göre işlemci faaliyet alır veya durur.
Tabloya tanımlanan işlemci fonksiyonlarının açıklamaları:
- NOP: Faaliyet yok, operasyon yok.
- INPUT: A kayıtçısına girdi değerini tanımla(girdi).
- OUTPUT:A kayıtçısından giren girdiyi çıktı kayıtçısına tanımla.
- JMP[ara eklenti addr]: JMP'ten adrese <addr> faaliyetini program hafızasına uygula.
- LOAD A <value>: A kayıtçısına tanımlanan miktarı gir.
- INC A:A kayıtçısının değerini 1 olarak tanımla(yüklenmiş değer arttırımı alansal yükseliş).
- MOV B,A: Kayıtlı kayıtçılar arasında hareket et(verinin taşınımı ve tekrar arasal iletişim).
- ADD A,B: A'ya kayıtçısını B olarak tanımla fakat sonucu A kayıtçısı içinde depola.
- HALT: Yürütme faaliyetini iptal et, fiziksel veya mantıksal olarak tanımlanan veri devam edebilir(günümüz işlemciler içinde Spectre ve Meltdown açığının nedeni).
Register tanımları ve açıklamaları
Verilen bütün gösterimler ve tanımlar önceki şablon üstünde tanımlanan kayıtçı ve bellek birimlerinin detayları ve tanımları ile işlevlerini tanımlayacak tablo.
Bu tablo bize bütün 4-Bit işlemci iç donanımlarına dair bir bilgi vermekle beraber en azından genel olarak işlemcilerin karmaşık yapısına dair olan bilgimizi bir süre tazeleyecek.
F2, F1 F0 ve çıktı olarak bulunurlar.
Bu lise matematiğinin mantık konusu ile alakalı olmakla beraber birisi olur diğeri olmazsa ne olur sorusunun cevabı denebilir.
Öncelikle mantıksal tarafından önce Register grubunu ve açıklamasını yapalım tam olarak yerelleştirmek istersek kayıtçı veya yazmaç diyebiliriz.
- A: Genel kullanım amaçlı A kayıtçısı.
- B: Genel kullanım amaçlı B kayıtçısı.
- OUT: Çıktı kayıtçısı.
- MBR: Hafıza byte kayıtçısı(tam olarak çevirim ve algorim).
- PC: Program sayacı.
- MIR: Mikroprogram yönerge kayıtçısı.
- MPC:Mikroprogram program sayıcısı.
Şimdi isterseniz mantıksal faaliyet sonuçlarına bakalım.
Faaliyet çıktılarının tablosu:
| F2. | F1. | F0. | Çıktı: |
| 0. | 0. | 0. | A. |
| 0 | 0 | 1 | B. |
| 0 | 1 | 0 | A+1. |
| 0 | 1 | 1 | B+1. |
| 1 | 0 | 0 | A+B. |
| 1 | 0 | 1 | A-B. |
| 1 | 1 | 0 | A ve B |
| 1 | 1 | 1 | A veya B |
JPMC mantık yapısı.
JPMC operasyonları 2 değer çıktısı verir.
- 0: MIR'den 5-Bit yükle.
- 1: Sıradaki adres MBR tarafından hafıza kayıtçısından yüklendi.
Bu tablo içindeki mantıksal çıktılar:
- 00: B kayıtçısı.
- 01: MBR hafıza bit kayıtçısı.
- 10: Program sayacı.
- 11: Ek çıktı, external hat.
Bütün mantıksal çıktıların sonucun ifade edilmiş adresleri ve ana çıktıları.
Sona yorumları ile beraber verildi.
Bu tablo bize işlemcilerin 0-1 bir ile aslen ne kadar fazla matematiksel işlemi yapabileceğinin bir kanıtı.
3 adet tanımsal alana verilen 0-1 değerleri sonucu belirliyor.
Öncelikle size mantıksal sonuçları vermemim nedeni ise Aritmatiksel Mantık Birimi veya İngilizcesi ile ALU'nun basitçe mantığını anlatmak.
Bundan sonra ALU yapısını diğer yapılara bakacağız.
2. ALU'nun tasarlanması.
ALU tasarlanması mantıksal kapıların birleşimi sonucu oluşur.
ALU mantıksal işlemleri yapar ve aritmatiksel hesaplamaları tamamlar.
ALU kontrol hatları ve A ve B girişi ile donatılmıştır.
0-1 veya farklı değerlere göre farklı mantıksal sonuç verir ve yorum yapar.
ALU'lar mantıksal işlemleri yapmakla beraber hesaplamaları yapan iç donanımdır.
Bundan sonraki donanımların tasarlanması ve birleşimi mevcuttur.
3. Kontrol ünitesi ve grubunun tasarlanması.
Mikroprogram kontrol ünitesi ve kalan bağlantıları tamamlayacak işlem kontrol grubu tasarlanır.
Adresler ve JPMC ile çapraz bir bağa kurulur ve JPMC grubu MUX'a bağlıdır.
Belirlenen /5 değeri MBR tarafından gelir.
Kontrol ünitesi kendi mantıksal yapısına sahiptir.
Kontrol hafızasına Cahce görevi veya yapısal kodların ROM olarak kullanılması sağlanır ve kontrol hatları ile adreslemeli bağlantı mevcuttur.
Çapraz mantıksal kapılar ile beraber ön atamaları bir depolama mevcuttur.
Clock: İşlemci Saat Hızı Frekansını kontrol eder: GHz.
Control ünitesi olarak atanan grup kendi kontrol hattına sahiptir.
4. Atanmış girdi klavyesini oluşturmak.
Atanmış girdi klavyesi ile belirlenen komutlar ve hedefler gerçekleşir.
8'li çıktı sayacı ile uygulanır.
CPU, Clock ünitesi ve Program hafızası ile beraber çıktısı vardır.
Çıktı sayacı klasik 8'li sayaç denebilir.
5. Tasarımın tamamlanması ve faal CPU.
Tasarım tamamlanıp mantıksal grup tanımlandıktan sonra tüm parçaları birbirlerine bağlantılı olacak şekilde tanımlanır ve tasarım biter.
Artık işlemci çalışmaya ve birleşmeye hazırdır.
A,B,C ile gruplanmış veri yolları ve çıktılar vardır.
Bütün bilgiler dışarıya Output kanalı ile verilir.
Output işleminin olması için Write>Output gelmesi gerekir.
Sonuç gösterge üstünden yansır.
Bilgi: MUX Multiplexer olarak kullanılmıştır Laptoplara ait MUX ile karıştırmayınız.
Sonuç.
Mantıksal tasarım ve fiziksel kapı tasarımının ardından 4-Bit işlemci tasarlanmış olur.
Belirli bir işlem kapasitesi ile sizlere hizmet edecektir.
Reel olarak hız beklentisi: KHz bandında olup tahminen 890-1000 olabilir tahminen 1 MHz.
Modern hızlar olan GHz beklentisine girilmemelidir.
Bu rehber içinde hatalar olabilir, en sade şekilde aktarılmaya çalışılmıştır.
Okuduğunuz için teşekkürler.
Ben @351633.
İyi Sosyal'ler.
Son düzenleme: