Computer 8 bit

[ramboluis]

vorrei spiegarvi un progetto che ho intenzione di realizzare.
premetto fin da subito che il progetto e a scopo ricreativo e didattico. perciò il lato economico/pratico va in secondo piano.
vorrei chiedervi qualche piccolo consiglio. o meglio parere su come costruire un computer ad 8 bit con integrati TTL.
piu che altro vorrei chiedervi quali secondo voi sono le istruzioni minime che una cpu deve saper eseguire per essere definita a tutti gli effetti una macchina di Turing.

io pensavo a implementare le seguenti istruzioni:

1) movere dato da un registro all altro.
2)muovere da registro a ram
3)muovere da ram a registro.
4)jump if
5)jump (incondizionato)

per fare la somma ecc.. pensavo di costruire una alu con 4 registri

1) primo valore (A)
2) secondo valore(B)
3) output
4) selettore del operazione(S)

questo per evitare una altra istruzione per somma ecc.
in pratica dal momento che si vuole fare una somma si sposteranno i valori con cui fare i calcoli nei rispettivi registri A e B , poi si mettera nel registro S il valore che corrisponde all operazione che si vuole fare .
a questo punto si preleva il risultato dal registro di OUTPUT e si fa quello che si vuole .

ALU sara in grado di fare:
1) somma
2)sottrazione
3)shift dx e sx
4)comparazione
5) negazione

e settare dei FLAG in un registro


pensate possano bastare queste istruzioni per rendere il mio computer una macchina di turing?

per fare moltiplicazioni e divisioni pensavo di usare la tecnica dello SHIFT (anche se si potra fare soltanto x2 e /2 )


le periferiche di input e output saranno anch'esse registri

per il program counter pensavo di utilizzare un contatore con prescaler in modo da usarlo per fare i JUMP.

la mia domanda effettiva è:

questo mio progetto per come l'ho descritto puo essere definito un computer?
se la risposta fosse negativa , cosa manca per renderlo un computer a tutti gli effeti?

so che la mia descrizione di quello che voglio fare e molto vaga. ma spero che basti per un indicazione di massima.

per quanto riguarda le specifiche pensavo di stare piu o meno a questi livelli:

32k x 8 ram

32k x 8 rom

max 5 MHz come clock ( per ora pensavo a qualcosa tipo 2 MHz)

come input pensavo ad un connettore PS/2 e come output non saprei ancora , visto che la frequenza di clock (penso)non basta per poter visualizzare qualcosa di decente su uno schermo VGA pensavo ad uno schermo
20x4 di quelli alfanumerici di HITACHI .


naturalmente gli indirizzi ram saranno a 16 bit, suddivisi in 2 registri

ripeto le domande per non farvi tornare su:

questo mio progetto per come l'ho descritto puo essere definito un computer?
se la risposta fosse negativa , cosa manca per renderlo un computer a tutti gli effeti?

[DarwinNE]

Leggendo un po' in fretta, mi pare possibilissimo chiamare computer quanto hai scritto.
Farei attenzione ai vari indirizzamenti, per esempio l'indirizzamento indiretto è possibile?
Inoltre, permetterei di fare un jump to subroutine ed un return, gestendo uno stack.

Puoi ispirarti all'insieme di istruzioni di un microprocessore RISC, magari uno dei primi, per capire qual è il minimo insieme necessario.
Per esempio, non è vero che se non hai istruzioni per moltiplicazione hardware non puoi fare moltiplicazioni arbitrarie. Si riesce bene a fare in binario (anche se non in maniera velocissima rispetto all'hardware) l'equivalente delle moltiplicazioni e divisioni in colonna che si fanno alle elementari.

Domanda: ma perché non prendere un micro "classico" e farci attorno i circuiti necessari? Lavorare unicamente con porte TTL è tecnicamente possibile, ma è abbastanza un incubo.
Vedere come funzionava un 6502, uno Z80, un 6809 è già molto istruttivo.

[eAlucarD]

"Ma poi mi accorgo che probabilmente è solo un tarlo
di uno che ha tanto tempo ed anche il lusso di sprecarlo" (cit.)

[ramboluis]

"Ma poi mi accorgo che probabilmente è solo un tarlo
di uno che ha tanto tempo ed anche il lusso di sprecarlo" (cit.)

non posso darti torto da nessun punto di vista, pero ecco tutto sommato mi sembra una cosa interessante, e manco tanto complessa se si ragiona a piccoli passi.

Domanda: ma perché non prendere un micro "classico" e farci attorno i circuiti necessari? Lavorare unicamente con porte TTL è tecnicamente possibile, ma è abbastanza un incubo.
Vedere come funzionava un 6502, uno Z80, un 6809 è già molto istruttivo.

principalmente vorrei usare molto la logica TTL perche vorrei migliorare la mia capacita nel risolvere problemi con questa tecnologia, questo perche sono fra i possibili candidati per un concorso, in cui appunto partecipano gli alunni di 4 superiore. e le scuole hanno a disposizione integrati TTL della famiglia 74xxxx. che andremo ad utilizzare nel concorso.
oltre a questo motivo ,vorrei usare tutta tecnologia che ricorda i computer degli anni 70

[GuidoB]

Ti consiglio di leggere anche la discussione "Progettare e costruire un calcolatore: buona idea?"

tutto sommato mi sembra una cosa interessante, e manco tanto complessa se si ragiona a piccoli passi.

Sì, però i "piccoli passi" sono davvero tanti. Ci vogliono tante porte logiche per fare una CPU.
Potresti cercare in rete qualche progetto di computer anni '70 o primi anni '80, per esempio questa riproduzione di un Sinclair ZX80 per avere un'idea di materiali e montaggio (tralasciando il progetto HW, la scrittura del firmware in ROM e la CPU). Lo ZX80 montava una CPU Zilog Z80, un microprocessore a 8 bit. La Sinclair aveva preso la CPU già fatta, non l'aveva progettata lei.

Certo che progettare un computer da sé, inclusa la CPU, lo vedo un progetto da molti anni-uomo...

[Arrow]

"Ma poi mi accorgo che probabilmente è solo un tarlo
di uno che ha tanto tempo ed anche il lusso di sprecarlo" (cit.)

Parole sante!!!!!

Se vuoi rendere il tuo tempo utile potresti realizzare quel progetto in FPGA, dato che ormai i TTL sono in via di estinzione mentre i suddetti chip sono in uso e in sviluppo, potresti anche apprendere cose utili per un eventuale lavoro nel campo.
Parlando dal punto di vista economico spenderesti anche meno, circa 50 o 100 euro...

[fairyvilje]

Good luck!

http://www.homebrewcpu.com/

[DarwinNE]

Bella realizzazione quella, fairyvilje. Anni fa mi ci ero collegato in telnet. Dovrebbe esserci un mio messaggio sul sito, ma non riesco a ritrovarlo.

[ramboluis]

fairyvilje
grazie mille per i link avevo visto il video in cui il creatore di questo computer ne parlava ad una fiera ma poi non mi ero troppo dilungato nella ricerca.

Arrow
ti ringrazio per il tuo parere, ma come specificato mi interessa molto il TTL . ho un attimo guardato la tecnologia che mi hai proposto, e la ritengo davvero interessante, ma ecco mi sono fissato con il vintage

trovo molto divertente il fatto che proprio nel ultimo link che mi avete formato spiega molto bene perche i TTL sono "piu meglio"

My reasons here pretty much boil down to "because that's what I want to do."

comunque ti ringrazio per avermi fatto conoscere una nuova tecnologia

[DarwinNE]

Beh, è divertente mettere insieme circuiti TTL... Ho fatto qualche circuito, ma già con una decina di componenti si sente il bisogno di un analizzatore logico. Se vuoi fare qualcosa di più complesso, direi che procurartene uno è indispensabile.


Intanto ho trovato il messaggio che avevo lasciato

http://www.homebrewcpu.com/guestbook.htm

"Davide Bucci from France visited on Sun Apr 29 06:43:19 2007
"I am using Magic 1 with Telnet. I am really amazed. Thank you for your
interesting pages."

Come passa il tempo!!!