Logikdesign zur Schaltung – wie wird das im Allgemeinen gemacht?

Ich habe diese CPU also mit rein logischen Komponenten (einfachen Logikgattern) entworfen. Wie würde ich sie nun in eine Schaltung umwandeln? Ich weiß, dass logische Gatter mit Transistoren implementiert werden können, aber es scheint ziemlich umständlich, für jedes Gatter die entsprechende Konvertierung durchzuführen (es gibt ein paar hundert). Darüber hinaus erscheint das Hinzufügen der erforderlichen Widerstände und anderer passiver Komponenten aufgrund physikalischer Einschränkungen etwas umständlich. Gibt es ein Geheimnis, wie das im Allgemeinen gemacht wird?

Das Geheimnis ist, dass dies im Allgemeinen nicht geschieht. Sie entwerfen Ihre Logik normalerweise mit einer Hardwarebeschreibungssprache, die bereits eine Abstraktionsebene über Logikgattern darstellt. Anschließend übersetzen einige automatische Tools (Kosten für Unternehmen> 10.000 USD) den Code in Masken, die zur Herstellung des Chips verwendet werden. Manchmal wird für das Prototyping ein FPGA verwendet: Das ist ein Haufen Gatter mit programmierbaren Verbindungen. Die Frage ist: Welches Stück SW haben Sie für Ihr Design verwendet?
@VladimirCravero, wird das in der Industrie wirklich so gemacht? Ich wusste, dass FPGAs für das Prototyping eines neuen Geräts verwendet werden, aber würde jemand wie Intel oder AMD ihr neues CPU-Design in VHDL programmieren, Software ein FPGA-ähnliches Minimaldesign erstellen lassen (mit nur den erforderlichen verwendeten Verbindungen) und es dann an die Fabrik senden ?
Ja, es würde in VHDL oder Verilog gemacht werden. Das Layout für einzelne Logikgatter erfolgt dann größtenteils automatisch, mit ein wenig manueller Abstimmung zeitkritischer Teile. Platzierte Logikgatter -> Produktionsmasken ist einer der konzeptionell einfacheren Teile des Prozesses.

Antworten (3)

Aus praktischen Gründen, um es auf Ihrem Schreibtisch zum Laufen zu bringen, möchten Sie wahrscheinlich ein FPGA.

Um sicherzustellen, dass es funktioniert, sollten Sie es zuerst mit einem Programm wie Modelsim simulieren. Auf diese Weise können Sie die Fehler ausbügeln, bevor Sie Hardware kaufen.

Texas Instrumentset al. haben fast unglaublich umfangreiche Ställe von digitalen Logikfunktionen zur Verfügung, die zu so ziemlich allem, was Sie wollen, zusammengesetzt werden können.

Gehen Sie hier und hier und sehen Sie sich dann HC (HCMOS) an, um loszulegen.

Während die obigen Antworten richtig sind, wurden in den späten 70er bis frühen 90er Jahren manchmal einfache CPUs aus TTL-Logik konstruiert. Auch wenn Sie in ein solches Projekt einsteigen möchten oder nicht, ist es ein interessantes Konzept. Da die CPU verteilt und von Hand verdrahtet ist, können Sie sie in ihrer Gesamtheit untersuchen und nicht nur als kleine schwarze Box sehen.

Hier ist eine, die ich gefunden habe, die dem entspricht, was ich in der Vergangenheit gesehen habe:

4-Bit-TTL-Scratchbuilt-Computer

Hier ist ein weiteres, von dem ich denke, dass es ein Chaos zum Debuggen wäre, aber trotzdem Spaß macht, daran zu arbeiten:

Instructables - Wie man einen 8-Bit-Computer baut

Viel Glück mit was auch immer Sie wählen.

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