Помощь Со Схемотехникой И Компьютерной Инженирией

[Aleksei_x86]

Доброго времени суток,

Недавно начал изучать вышеуказанные научные дисциплины (изучаю для себя , и пока не очень в них разбираюсь, так как профессиональное направление - математика и программирование высокого уровня (С++) ) , и вот есть идея спаять небольшую ЭВМ на транзисторной логике (под небольшой ЭВМ я подразумеваю устройство примерно с 1-2 Байт RAM и пару герц процессор , и примерно 7х7 светодиодный экран).

Такой вопрос : как сделать такую ЭВМ программируемой (без использования уже заранее запрограммированных посторнних микросхем )? То есть как сделать так , что бы мой код мог записываться в мою ЭВМ , на каком языке вообще должен быть код (я понимаю что на ASM , но как сделать так , что бы ЭВМ понимала т.е. компилировала данный код , как вообще сделать язык под мою ЭВМ , )?

(Интересно сделать самому ЭВМ - то есть без использования уже заранее запрограммированных посторнних микросхем).

Также можете посоветовать литературу , конкретизированой на тему моего вопроса.

Спасибо за помощь.

Изменено 20 февраля, 2013 пользователем Aleksei_x86

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Pont 007]

http://ru.wikipedia.org/wiki/ПЛИС

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[lc433]

Сделать самому ЭВМ без использования заранее запрограммированных систем

В таком случае нужно под свою ЭВМ создавать и свой язык. Для этого надо определится, что требуется и на основании этого создать набор команд, исполннием которых служит выполнение задач.

[Dr. West]

В любом случае потребуется какое -то подобие операционной системы, хранящейся в ROM и обслуживающая клавиатуру и дисплей. Посмотрите журналы Радио 80-90 годов, проект РК-86.

B Юном технике того-же периода был еще клон попроще.

[APB]

Не трать драгоценное время,лучше займись изучением созданных знаний. Прогрес так стремителен,что трудно угнаться,а тебя тянет назад. Стремись вперед это принесет диведенты.

[Maykill]

любая " эвм" понимает только команды в машинных кодах конкретного процессора

Все языки-это трансляторы в эти самые коды

Вы что - нибудь поняли?

[lc433]

Проект РК-86, в "Юном технике" был аналог еще проще.

Почему тогда давалась прошивка только в hex-формате? Целыми страницами одни 16-тиричные коды...

[Dr. West]

Потому что дамп компактнее, к примеру, ассемблерного листинга, а журнал-то не резиновый, и набивать меньше.

Да и ошибку ввода гораздо легче выловить, сравнивая контрольные суммы.

[Aleksei_x86]

Итак , я изучил несколько статей по схемотехнике , и архитектуре ПК , и вот уже появилось нечто более ближе напоминающую мою ЭВМ :

1)Ввод программы в ЭВМ - на перфокартах (идея считываетеля такова : сделать двигатель-конвеер с выдержкой , допустим 1 сек, который будет двигать перфоленту. Снизу считываемого участка ленты стоит лампа , и выходит что фоторезисторы смогут получить двоичный код перфокарты) , или на интегральных схемах памяти (через usb-программатор ввожу в них двоичный код программы) , потом этот код записывается в RAM ЭВМ , и считывается он уже из нее посредством центрального процессора ЭВМ (или что-то его отдаленно напоминающие) - в ЦП есть регистр счетчика текущей команды , который грузит соответствующую команду из RAM - машинное слово , определенного размера , и обрабатывает , согласно своей логике.

(Архитектура Фон Неймана , если не ошибаюсь).

(В теории даже можно сделать транслятор на С++ для нее - написать на ПК на С++ текстовый редактор , в котором ввожу мой ASM код ("высокоуровневая" абстракция над двоичным кодом ЭВМ) , который конвертиться в двоичный код моей ЭВМ, и показывается/печатается перфокарта с двоичным кодом кодом).

2)Но еще не совсем вижу как сделать экран. Ну пока суть идеи такова : допустим сделать светодиодную матрицу (5x5 , к примеру) , и у каждого светодиода есть два питания - к первому контакту идет код из источника питания (через ограничивающий резистор конечно) , а ко второму контакту идет "логическое" питание - то есть есть если на этот контакт подать ток (1) , то этот диод будет гореть , если не подать (0) , то соответственно не будет. Всё "логическое" питание LED матрицы подключено к видео RAM, и тогда вся логика ЭВМ сходиться к тому , что бы ЦП , выполняя двоичный код из RAM , подавал на высчитанный контакт из видео RAM питание , что бы загорелся соответствующий светодиод.

3)Или может можно сделать как-то другому?

Может добавить какой-то граф. процессор?

Просто не совсем ясно как тогда сделать логику : двоичный код → RAM → ЦП и АЛУ → Экран (просто может моя идея вообще не в том направлении движется)?

Или вообще надо по другому делать?

-----------------

Вообще интересно записать пару демосцен (некие , абстрактные узоры из LED матринцы) на перфокарты , и потом скормить их моей ЭВМ.

(И тут же возникает мысль как сделать цикл (goto например) - то есть что бы после того как двоичный код , считанный из перфокарты и записанный в ROM , не прекратился сразу же после последней инструкции).

Ну пока такая идея , насчет цикла : сделать два вида RAM -

1)где записан неизменный код программы , считанный из перфокарты

2)"поле боя" , там где просиходят все расчеты , на базе команд из 1) , тут же идет итерация регистра адреса текущей инструкции из RAM ( 1) ) , и если допустим идет команда goto 12 (уже на "высокоуровневой" абстракции на С++ + ПК компиляторе - писал выше) , то тогда значение регистра команды становиться на 12 , и считывается код из указанной ячейки , ну как-то вот так я думаю сделать.

Изменено 23 февраля, 2013 пользователем Aleksei_x86

[galunko]

есть идея спаять небольшую ЭВМ на транзисторной логике

Уже сделали : http://yandex.ua/yandsearch?rdrnd=646&text=%D1%81%D0%B0%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9%20%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%86%D0%B5%D1%81%D1%81%D0%BE%D1%80%20%D0%BD%D0%B0%20%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D0%BA%D0%B5&clid=9582&lr=143

[Dr. West]

По такой схеме вам придется постоянно отвлекать процессор на обслуживание дисплея.

Можно подключить стандартный LCD дисплей (имеющий на борту свой контроллер) и организовать в RAM область видеопамяти обьемом равной памяти дисплея. Кладем данные в видеопамять и периодически запускается подпрограмма, быстро копирующая весь массив в память дисплея. А уж какие там сигналы на какие пиксели подавать - это забота контроллера дисплея.

С символьным дисплеем было бы еще проще - не нужно выделять память под знакогенератор.

В "большом брате" этими делами занимается специальный видеоконтроллер, работающий по прерываниям от системного таймера. Если я правильно помню.

[Aleksei_x86]

По такой схеме вам придется постоянно отвлекать процессор на обслуживание дисплея.

Можно подключить стандартный LCD дисплей (имеющий на борту свой контроллер) и организовать в RAM область видеопамяти обьемом равной памяти дисплея. Кладем данные в видеопамять и периодически запускается подпрограмма, быстро копирующая весь массив в память дисплея. А уж какие там сигналы на какие пиксели подавать - это забота контроллера дисплея.

С символьным дисплеем было бы еще проще - не нужно выделять память под знакогенератор.

В "большом брате" этими делами занимается специальный видеоконтроллер, работающий по прерываниям от системного таймера. Если я правильно помню.

Может я не правильно что-то понял , но :

Я думал что ЦП за 1 сек (допустим 1000 тактов) все сделает сам : считает указанную в регистре адреса инструкцию , выполнит ее , внесет изменения в матрицу экрана , и обновит его , потом все повторяеться , или допустим сделать так , что бы частота обновления экрана и ЦП была разная...

Можно подключить стандартный LCD дисплей (имеющий на борту свой контроллер)...

>Хочу сделать без посторенного контроллера , только если сам спаяю , да и кажеться можно и без него сделать (имею ввиду без постороннего)...

По такой схеме вам придется постоянно отвлекать процессор на обслуживание дисплея.

>Мне бы уже хотя бы так для начала сделать.

Изменено 23 февраля, 2013 пользователем Aleksei_x86

[Dr. West]

Ну тогда динамическая индикация вам в помощь.

Пусть диоды включены в матрицу. Катоды подключены к горизонтальным проводникам (строки), аноды к вертикальным (столбцы). На горизонтальные строки последовательно и синхронно с процессором подаются сигналы низкого уровня, а процессор в нужный момент выставляет высокий уровень на столбцах.

Аналогично можно и клавиатуру опрашивать.

[Aleksei_x86]

Пусть диоды включены в матрицу. Катоды подключены к горизонтальным проводникам (строки), аноды к вертикальным (столбцы).

Чесно говоря , не вполне понял что вы имеет ввиду.

Вот , нарисовал как я вижу схему ЭВМ (аспект сделал на логику экрана) :

Изменено 23 февраля, 2013 пользователем Aleksei_x86

[galunko]

Это не динамическая индикация. При динамической для управления 9 светодиодами потребуется только 6 проводов от контроллера.

Вот как работает динамическая с семисегментными индикаторами.

Изменено 24 февраля, 2013 пользователем galunko

[Dr. West]

Собственно, вот уже готовая матрица на рассыпухе.

Дешифратор сканирует строки, а в регистры загружаются данные для столбцов.

[malenich]

Алексей, в Вашем проекте Вам будет очень полезна книга: "Технические средства микропроцессорных систем" Дж. Коффрон. А вот и ссылка: http://www.twirpx.com/file/160528/

Изменено 24 февраля, 2013 пользователем malenich

[lc433]

Будете разрабатывать собственную перфокарту или воспользуетесь стандартной?

[Aleksei_x86]

Будете разрабатывать собственную перфокарту или воспользуетесь стандартной?

Свою конечно.

Только я думаю сделать так : допустим размер одного машинного слова ЦП ЭВМ 4 бита , тогда получается что в строке перфокарты должны быть 4 двоичных сигнала (не цифры , как у Вас на изображении , а именно отверстия/нет отверстия) , и соответственно считывание карты идет по строкам.

[Dr. West]

На фото чистая карта, в нужных местах пробивались дырки при "программировании".

А зачем вам дырявить картон? Печатайте обычным принтером темные точки на прозрачной пленке, а затем считывайте их оптопарой.

Или прямо на обычной бумаге, оптопара пусть работает на отражение, как в оптическом сканере.

[Геннадий]

...Недавно начал изучать... ...дисциплины (изучаю для себя , и пока не... разбираюсь...

...и вот есть идея спаять небольшую ЭВМ на транзисторной логике...

Aleksei_x86, совет. Потратьте время на качественное изучение этих дисциплин. Пройдут года и вы поймете, насколько ваша идея (в начале изучения) была абсурдна. Не тратьте время на утопию. То, что выложено в Нете - ботва. Докатились! СБИС считаются простейшей логикой (см. фотки внимательно).

PS. Если бы все новички клепали процессоры...

[salyamkamrad]

Ввод программы в ЭВМ - на перфокартах

Параллельно осваивайте вязание крючком. Пригодиться, когда придете к запоминающим устройствам на ферритовых кольцах.

[Aleksei_x86]

...Недавно начал изучать... ...дисциплины (изучаю для себя , и пока не... разбираюсь...

...и вот есть идея спаять небольшую ЭВМ на транзисторной логике...

Aleksei_x86, совет. Потратьте время на качественное изучение этих дисциплин. Пройдут года и вы поймете, насколько ваша идея (в начале изучения) была абсурдна. Не тратьте время на утопию. То, что выложено в Нете - ботва. Докатились! СБИС считаются простейшей логикой (см. фотки внимательно).

PS. Если бы все новички клепали процессоры...

Спасибо за совет , последую ему.

Только вот хочу уточнить :

>ваша идея (в начале изучения) была абсурдна

Вы имеете ввиду что моя идея абсурдна на данный момент , из-за малых знаний в електронике , но осуществлима с моей стороны после приобретения соответствующих знаний в данной области , ИЛИ что моя идея абсурдна вообще?

Хм... А есть ли различие между данными микросхемами :

Изменено 25 февраля, 2013 пользователем Aleksei_x86

[Геннадий]

Разницы нет.

Насчет идеи...абсурдна вообще. Возможно это вам сделать и удастся, но только к пенсии. Оно вам надо? Чтобы не тратить время даром, попытайтесь разработать систему команд для своего процессора (хотя бы на 5шт.), создать АЛУ, дешифратор команд, счетчик адреса, интерфейс (хотя бы один) и порт. И все это на 5 команд. Больше не надо. Думаю, достаточно, чтобы понять всю абсурдность. А я только маленькую вершину айсберга перечислил.

[lc433]

Пройдут года и вы поймете, насколько ваша идея была абсурдна. Если бы все новички клепали процессоры...

Хоть кто-то вразумил автора! А я всё ждал, когда же появятся подобные реплики отрезвления...

От перфокарт - к запоминающим устройствам на ферритовых кольцах.

Так они вроде вместе неплохо сочетались?

Моя идея абсурдна или осуществима?

Это можете определить только вы.

Мы вас не отговариваем изобрести ЭВМ, но сама идея с нуля создать то, на что работали миллионы людей на протяжении 60 лет...

Может лучше вам после получения образования устроиться в НИИ искуственного интеллекта? Глядишь, с вашими амбициями будете нести реально ощутимую пользу.