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LogiSim中非常简单的CPU设计
我目前是一名高中生，对计算机/电气工程，特别是微处理器设计感兴趣。我已经阅读了Charles Petzold的Code，并且已经开始阅读Microchip Design Wikibook（这似乎是不完整的。）通过阅读Code，我了解了CPU背后的基本逻辑，并且已经开始在LogiSim中构建代码。代码中的第17章详细介绍了我要构建的CPU，但是电路缺少关键组件-时钟信号和指令解码。有些时钟信号似乎非常明显（PC似乎需要稳定的时钟信号），但是其他一些信号（例如如何锁存RAM值）我必须仔细考虑并尝试开始工作。 我可以构建一个工作累加器（我认为它不能准确地称为ALU，因为它缺少L部分），它可以通过一个输入在加减之间切换，而我知道这是我需要的算术部分-一旦跳转操作码起作用，就可以在代码中实现乘法和除法。我苦苦挣扎的部分是指令解码。通过一些Google搜索，我发现每个操作码都需要解释为多个微指令，但是我对如何使用它感到迷茫。目前，我的指令解码器只是一个组合分析电路，每个操作码都有一个二进制输出-总共13个。 代码的工作方式是，它具有一个8位代码值（我仅使用低端字节），然后具有两个单独的8位地址值，然后我将其合并为输入到RAM的16位地址。为了锁存这些值，我有一个单独的计数器，该计数器最多计数10b，然后复位为00b。它依次是每个锁存器的时钟输入（对于三个锁存器，分别为a，b和c。第二个时钟的a为1，而b＆c为0，然后b为1和1＆c为0，然后c为1，而1＆b为0，则将其重置）。但是在诸如ADD 000Ah之类的指令上，PC跳至000AH ...本应被添加到累加器中，但实际上被锁存到代码锁存器中，然后被解释为下一个操作码，这使整个过程顺利进行疯。 我感觉好像缺少一些有关指令解码以及如何做时钟信号的重要信息... 下面是LogiSim .circ文件： https://dl.dropboxusercontent.com/u/61676438/PetzoldMk5/8BitAdder.circ https://dl.dropboxusercontent.com/u/61676438/PetzoldMk5/8BitAdderSubtractor.circ https：//开头dl.dropboxusercontent.com/u/61676438/PetzoldMk5/8BitInverter.circ https://dl.dropboxusercontent.com/u/61676438/PetzoldMk5/8BitLatch.circ https://dl.dropboxusercontent.com/u/61676438/PetzoldMk5/ ID.circ https://dl.dropboxusercontent.com/u/61676438/PetzoldMk5/PetzoldMk5.circ PetzoldMk5是主CPU，它依赖于其他文件作为库导入。 这是操作码列表（全部为二进制）： Load 0001 Add 0010 Add w/ Carry 0011 Sub 0100 Sub w/ Borrow 0101 Jump 0110 Jump w/ Carry 0111 Jump W/ 0 1000 Jump w/o C 1001 Jump W/o …