龙少精简炮灰测试版8位机(原创、纯硬件、开源)
神之觉醒2012/11/11计算机电子学 IP:广东
这个做来当炮灰测试的,只做了些CPU基本的功能,很简单的,主要是验证本人YY的CPU控制器架构的实际表现,结果还可以;
架构、电路原理、制作过程后面再边整理边发上来,现在先写了段小程序驱动SD、TF卡和小液晶来展示这个CPU的简单应用,程序是汇编(指令集)写的,对ROM手工2进制编程,现在没有做RAM/IO板,只是用了一片8KB 100ns的SRAM加电容(电容用来保持SRAM数据不丢失)当做ROM,这个简单的程序用ALU寄存器就够了,不用RAM

这个CPU可在3.3V工作,供电是7805稳压,接上了有压降,现在实测电压4V  电流在400~500mA之间跳动,
最高主频未知~~~

后面我再考虑下是否做个C编译器;

龙少CPU简单编程应用展示 屏分辩率128x160   RGB为16位色模式:
点击此处查看视频
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/programs/view/Y3x2o4d_snY/


下面是CPU现在周边的配置:

CPU时钟发生和复位板  正面:
CPU时钟发生和复位.jpg
CPU时钟发生和复位板  背面:
CPU时钟发生和复位(背面).jpg

ALU寄存器数据指示LED和拨码开关(拨码开关起初是用来调试指令的)  正面:
数据指示LED和拨码开关.jpg
ALU寄存器数据指示LED和拨码开关  背面:
数据指示LED和拨码开关(背面).jpg

SRAM加电容当ROM用(用3V的电池充电了电压会变低的,后面我改成电容了)  正面:
SRAM.jpg
SRAM加电容当ROM用  背面:
SRAM(背面).jpg

硬件SPI板 正面:
硬件SPI.jpg
硬件SPI板 背面:
硬件SPI(背面).jpg

CPU板正面:
CPU板.jpg
CPU板背面:
CPU板背面.jpg    左面.jpg
后面.jpg
右面.jpg
+30  科创币    yanli12321    2012/11/11 牛人啊,今天分都给你了
+24  科创币    delete    2012/11/11 高质量发帖
+50  科创币    hefanghua    2012/11/11 大赞。LZ高超的水平续写了8位机的传奇。期待后续详解。
+40  科创币    celeron533    2012/11/11 高质量发帖
+25  科创币    cccyl    2012/11/11 厉害啊
+50  科创币    小哈_abc    2012/11/11 楼主拨了多长时间才把这个程序烧上去的啊。。。
+15  科创币    daxus    2012/11/11 碉堡了。。。
+50  科创币    10班陈大葱22号    2012/11/11 给跪了...
+25  科创币    vile_hand    2012/11/11 高质量发帖
+50  科创币    量子隧道    2012/11/12 哇靠,牛B大发了
+100  科创币    山猫    2012/11/12 龙少威武
+200  科创币    虎哥    2012/11/12 太强大了,可以上报纸了。
+1  科创币    虎哥    2012/11/12 通知其他版主:本帖已于第50830号主题合并加学术分,请勿重复加分。
+1  科创币    hx    2012/11/12 高质量发帖
+25  科创币    wenrui    2012/11/12 厉害啊
+25  科创币    delete    2012/11/12 高质量发帖
+25  科创币    BA7MEL    2012/11/12 这是要逆天了。。。。。
+200  科创币    ehco    2012/11/12 这也忒强大了
+24  科创币    wuncle    2012/11/12 膜拜
+50  科创币    孤独的酒精灯    2012/11/12
+200  科创币    任某人    2012/11/12 我去!!!!这个不加没道理啊。。去吧STC干爆吧!!
+50  科创币    小特斯拉圈圈    2012/11/12 NB
+50  科创币    乖乖乖    2012/11/12 我今天就这么多了。。。
+100  科创币    jrcsh    2012/11/12 高质量发帖
+40  科创币    科学人    2012/11/12
+10  科创币    罗布    2012/11/12 这个真心强大。。。。
+25  科创币    wjwj1234xx    2012/11/12 我了个去这个太威武了
+25  科创币    冲压发动机    2012/11/13 亲!你可以移民了.恭喜.
+25  科创币    hsldlee    2012/11/13 全力顶,就这点权限,笑纳
+25  科创币    TubeChip404    2012/11/13 加,不加没道理呀      ^_^
+50  科创币    逆天    2012/11/15 看到3DMARK立马跪了。。。。
+50  科创币    jxs    2012/11/15 啥时用全模拟元件做一个。。。
+25  科创币    luo    2012/11/16
+30  科创币    kknd    2012/11/16 不会是实时3D吧。。。那可太强大了。。。
+50  科创币    极度深寒    2012/11/17 。。这焊工太彪悍了
+25  科创币    金星凌日    2012/11/22
+30  科创币    带火星的木条    2012/11/23 顶礼膜拜.我只剩这么多分了今天
+25  科创币    wwt3100    2012/12/12 膜拜...
+25  科创币    xusixteen    2013/07/03 必须膜拜
+10  科创币    ldfa    2014/04/25 高质量发帖
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来自:计算机科学 / 计算机电子学
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2
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~~空空如也
q451993547
11年6个月前 IP:未同步
472481
做个双核的51看看效如何
+1
科创币
神之觉醒
2012-11-28
你做~~~
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lqs0905
11年6个月前 IP:未同步
472586
牛人啊!!!!
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cdyqj
11年6个月前 IP:未同步
472642
低级的fpga开发人员用hdl语言,对存储空间的浪费很大,高级的fpga开发人员用手工画电路图,就像高级的电路设计人员不会让电脑自动布线要手工布线一样,楼主乃神人也。建议楼主下一步可以做增加浮点运算单元和图像处理电路,配合sd卡的程序做成小霸王游戏机。
+1
科创币
神之觉醒
2012-11-28
写些小游戏来跑肯定没问题的,单机太无聊了,下一步尝试连接以太网
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AN3003
11年6个月前 IP:未同步
472777
第一个国产CPU???
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带火星的木条
11年6个月前 IP:未同步
472779
神一样的LZ。我一学化工的已经无力评论了.。
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八哥
11年6个月前 IP:未同步
472850
牛逼……只能膜拜了……
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利福平
11年6个月前 IP:未同步
473137
[s:257] 太震撼啦
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神之觉醒作者
11年5个月前 IP:未同步
474275
刚搞好了汇编器1.0版,      编译出来有些杀软报毒,  但我全家保证这个不是木马或病毒[s:274]
下载器现在还没弄好,过阵子才OK,搞好了下载器就方便了,只要把BIN文件通过串口送过去就OK了的
使用方法过些天再说

attachment icon 龙少炮灰8位CPU专用汇编器.rar 327.40KB RAR 92次下载
7.jpg
+5
科创币
daxus
2012-12-01
我也写了一个简单的汇编器,见110楼,有空的时候试一下?
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wenrui
11年5个月前 IP:未同步
474323
回 108楼(神之觉醒) 的帖子
好的,现在在学51单片机,高二党表示时间不充裕啊 [s:273] [s:273]
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daxus
11年5个月前 IP:未同步
474358
回 108楼(神之觉醒) 的帖子
我最近也在抽空闲时间写这个汇编器[s:223]  ,
根据你公布的指令集。
比较简陋,但是命令行的,直接处理写好的汇编文件,生成一个可执行的二进制文件。
初步计划只支持一层宏定义,支持注释,暂时不支持变量,先怎么简单怎么写。。。
才把框架搭起来,业余时间比较少,我自己慢慢来,有成果会更新上来的[s:274]  。


下面是目前的代码,
以前没写过,闭门造车,高手们不要贱笑[s:116] 。

#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

typedef unsigned char BYTE;
typedef unsigned char byte;
typedef unsigned char UINT8;
typedef unsigned char u8;
typedef unsigned short UINT16;
typedef unsigned short u16;
typedef unsigned UINT32;
typedef unsigned u32;

/* MAX code length in byte */
#define MAX_CODE_LEN 2

typedef struct
{
    char * asm_string;
    u8 code_len;
    u8 code[MAX_CODE_LEN];
}machine_code_type;

#define MAX_CODE_SIZE 4096
u8 code_output_buff[MAX_CODE_SIZE];

machine_code_type mach_code_table[] =
{
    {"NOP",                1, 0x18},
    {"MOV A,#XX",        2, 0x00, 0x00},
    {"MOV R1,#XX",        2, 0x01, 0x00},
    {"MOV R2,#XX",        2, 0x02, 0x00},
    {"MOV R3,#XX",        2, 0x03, 0x00},
    {"MOV R1,A",        1, 0x19},
    {"MOV R2,A",        1, 0x1A},
    {"MOV R3,A",        1, 0x1B},
    {"MOV [R2,R3],A",    1, 0x10},
    {"MOV A,[R2,R3]",    1, 0x08},
    {"MOV R1,[R2,R3]",    1, 0x09},
    {"MOV R2,[R2,R3]",    1, 0x0A},
    {"MOV R3,[R2,R3]",    1, 0x0B},
    {"ADD A,R1",        1, 0x20},
    {"INC A",            1, 0x28},
    {"SUB A,R1",        1, 0x30},
    {"DEC A",            1, 0x38},
    {"AND A,R1",        1, 0x40},
    {"OR A,R1",            1, 0x48},
    {"NOT A",            1, 0x50},
    {"XOR A,R1",        1, 0x58},
    {"JMP [R2,R3]",        1, 0x63},
    {"JNC [R2,R3]",        1, 0x60},
    {"JNE [R2,R3]",        1, 0x61},
    {"JA [R2,R3]",        1, 0x62},
    {"SETX",            1, 0x68},
    {"CLRX",            1, 0x70},
    {"SETZ",            1, 0x69},
    {"CLRZ",            1, 0x71},
    {"SET B0",            1, 0x6A},
    {"SET B1",            1, 0x6B},
    {"SET B2",            1, 0x6C},
    {"SET B3",            1, 0x6D},
    {"SET B4",            1, 0x6E},
    {"SET B5",            1, 0x6F},
    {"CLR B0",            1, 0x72},
    {"CLR B1",            1, 0x73},
    {"CLR B2",            1, 0x74},
    {"CLR B3",            1, 0x75},
    {"CLR B4",            1, 0x76},
    {"CLR B5",            1, 0x77},
    {"",                0, 0x00, 0x00}
};

#define MAX_ASM_FILE_SIZE    (128*1024) // 128KB
u8 asm_buff[MAX_ASM_FILE_SIZE];

/* read file to buff */
int read_asmfile(u8 *buff, char *filename)
{
    return 0;
}

/* delete comments in buff */
int delete_comments(u8 *buff)
{
    return 0;
}

/* replace definition in buff */
int preprocess(u8 *buff)
{
    return 0;
}

/* format ASM line to standard */
int format_asm(u8 *buff)
{
    return 0;
}

/* translate asm to machine code */
int translate_asm_to_code(u8 *asm_buff, u8 *code_buff, u32 code_buff_size)
{
    return 0;
}

/* write machine code to file */
int binary_output(u8 *code_buff, char *filename)
{
    return 0;
}

void usage(char *prog_name)
{
    printf("Must input 2 arguments\\n");
    printf("%s <asm_filename> <output_name>\\n", prog_name);
}

int main(int argc, char **argv)
{
    memset(code_output_buff, 0x0, MAX_CODE_SIZE);
    memset(asm_buff, 0x0, MAX_ASM_FILE_SIZE);

    if (argc != 3)
    {
        usage(argv[0]);
        return 0;
    }

    /* 1. read ASM file to buff */
    read_asmfile(asm_buff, argv[1]);

    /* 2. delete comments */
    delete_comments(asm_buff);

    /* 3. replace definition (pre-process) */
    preprocess(asm_buff);

    /* 4. format ASM line */
    format_asm(asm_buff);

    /* 5. translate ASM to machine code */
    translate_asm_to_code(asm_buff, code_output_buff, MAX_CODE_SIZE);

    /* 6. write machine code to file */
    binary_output(code_output_buff,argv[2]);

    return 0;
}





win7下使用MinGW环境编译通过。
+200
科创币
虎哥
2012-11-30
支持共同开发
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daxus
11年5个月前 IP:未同步
474621
/* 1. read ASM file to buff */
/* 2. delete comments */
这两步已经完成。

目前支持C语言的两种注释方法:
/* ...... */
//......

新的代码:

attachment icon phasm.rar 1.97KB RAR 75次下载
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daxus
11年5个月前 IP:未同步
475136
命令行的汇编器已经基本完成,基于@神之觉醒 所公布的指令集。

目前的功能:
1. 翻译汇编语言为机器码
2. 支持C语言格式的注释格式
    段注释:/*...*/
    行注释://...
3. 支持十进制和十六进制的立即数
     十进制立即数写法:#32
     十六进制立即数写法:#0x20

目前实现的方法是全文遍历解析,次方法存在以下局限性:
1. 难以准确输出语法错误信息的行号
2. 代码大小,行数,规模有限制(目前每行最多支持128字节,汇编文件最大不能超过128KB)

后面有时间打算用逐行解析的实现方法推翻重写。

目前个人认为还需要添加的重要功能有:
1. 标号支持,用于增加跳转指令的灵活性
2. “宏定义”解析,用于减小代码维护的工作量
3. 函数支持,便于模块化编程
4. 数据段定义,便于快速内存访问
...
总之,需要做的还有很多,我的时间不太稳定,有更新会及时同步上来的。

代码如下:

attachment icon phasm.rar 20.98KB RAR 47次下载

阅读代码建议用uedit32或sourceinsight,记事本查看时换行符可能不对。
C语言代码我已经加了比较详尽的注释,也没什么复杂的算法,如果还有人不明白我可以重新开楼讲解。

文件列表如下:
Makefile  - 用于自动编译的脚本,支持make,make clean,make test三个命令。
phasm.c - 代码文件(C语言)
phasm.exe - 我编译出来的Windows可执行文件
XXXXXXXm - 用于测试编译器功能的测试汇编文件
XXXXXXXn - 测试汇编文件生成的二进制可执行文件

如果要自己编译:
Linux下直接 make 。
Windows下需要先安装MingW开发环境,然后mingw32-make.exe 改名为 make.exe,然后才能make

MingW下载地址:XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXt/projects/mingw/

目前汇编器在汇编时还会生成一堆调试信息,但这不影响最后的输出。


汇编器使用方法:
1. 自己编写汇编语言,存为一个文件,如:XXXXXXm
2. 执行命令 phasm.exe XXXXXXm XXXXXXn
这样就能将XXXXXXm汇编输出为XXXXXXn文件

下面是目前支持的汇编语句格式:
注意,逗号","前后可以有空格,操作码(如MOV)后面必须有且只有1个空格。
汇编语句以换行为结尾,每行只能写一句汇编指令。
捕获.png
捕获1.png

PDF文件如下:

attachment icon 炮灰8位CPU汇编器设计.pdf 330.98KB PDF 200次下载 预览
+50
科创币
神之觉醒
2012-12-04
非常感谢!!!
+50
科创币
LiuNianqiu
2012-12-17
支持合作开发!
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神之觉醒作者
11年5个月前 IP:未同步
475988
回 112楼(daxus) 的帖子
高手啊!支持共同开发!!!非常感谢你!!!非常感谢!!! 好感动。。。。真的[s:229]    
真是太难为你了。。。早知道就把这个CPU指令做完善一点,这个CPU很简陋,不用太较真的去弄的,当然有兴趣就当研究下随便搞搞行了;最后还是非常感谢你~~!

后面那个下载器也不难搞, 我思路是把BIN文件通过串口助手用单片机写到SRAM上去;
之前我是把BIN文件放TF卡通过单片机写上去的,很简单的

天冷了~~我有点懒~~~没啥心情搞~~先放一放了我。。[s:275]我这边暂时没什么进度[s:275]

那个源码后面还想改一下再发上来~~~ 最近太冷可能不动工了[s:220]
源码也先丢上来吧(后面有可能的话我再进一步完善):

attachment icon 8位机汇编器.rar 10.46KB RAR 87次下载

是用易语言写的~ =  =#!~
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mleaf
11年5个月前 IP:未同步
476636
高手啊,表示学了两年单片机和嵌入式没啥进展了,高中时期也玩过黑客接触过易语言和汇编没像楼主这样坚持学通啊.只能是膜拜了.想交楼主这个朋友啊,有兴趣加我
+1
科创币
神之觉醒
2013-08-09
.......
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emp_
11年5个月前 IP:未同步
476677
回 103楼(cdyqj) 的帖子
“低级的fpga开发人员用hdl语言,高级的fpga开发人员用手工画电路图”,这个是真的吗,感觉不绝对吧,你从哪得出的结论?

楼主如果真的全部自己弄过来的,那就真的很牛X了[s:271],起码硬件有不小的功底,数电也学的很不错了。建议下次尝试改用FPGA来搭建,那样的话更方便对设计上进行修改。国内处理器设计的未来就看像楼主你这样的人了[s:319]。
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tangzhiqiang
11年5个月前 IP:未同步
477709
我只想说两个字。。天才,
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LiuNianqiu
11年5个月前 IP:未同步
479839
从头到尾看了一遍,确实受益匪浅,感谢楼主分享了

之前还在纠结没有条件判断指令如何执行程序,看完后才想清楚,这些指令确实足矣

有一点想请教的是,显示部分的数据是直接从ram获取还是直接连接的寄存器呢?
+1
科创币
神之觉醒
2013-08-09
TF卡的数据读到SPI寄存器 然后直接写液晶..... 好久没翻贴&nbsp;&nbsp;回复慢了..
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xjp13
11年5个月前 IP:未同步
481026
好久没来科创,没想到一来遇到这么个人才,高中毕业就自学了这么多,而且根据你自述的经历可看出你理解接受能力非同一般,如果所述属实那你真可称之为天才,另外不知你在哪里工作,愿意来成都不?
+1
科创币
神之觉醒
2013-08-09
我在南宁工作........
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mobius
11年5个月前 IP:未同步
481075
不错嘛~
玩也玩的很认真~
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yygwfwj
11年5个月前 IP:未同步
481358
楼主,能用电子管,搭一台不
+1
科创币
神之觉醒
2013-08-09
可以~~~&nbsp;&nbsp;只要有客户需要~~~
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liangkaimo
11年4个月前 IP:未同步
483404
牛啊,膜拜!!!!!!!!
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lixjoe
11年4个月前 IP:未同步
484492
强人,太牛了。这些都要基础知识吃透啊。
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phte
11年4个月前 IP:未同步
484928
楼主真厉害,硬件,软件相当强悍!讲的很详细,终于理解通了计算机怎么执行指令。 有时间我也搭一个出来。感谢!
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博海
11年4个月前 IP:未同步
489158
看到那上百块的IC,头都晕了
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飞线大师
11年4个月前 IP:未同步
489985
话说……跪拜了……表示有压力啊
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拽囡宝贝
11年4个月前 IP:未同步
490330
[s:274][s:274]神啊。我有一块很老的电脑主板,可以正常开机,有显示。CPU是竖着装的,我收藏多年啦,我想送你研究,我用不上
+1
科创币
神之觉醒
2013-08-09
...&nbsp;&nbsp;我怎么好意思收呢。。。
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大帅哥
11年4个月前 IP:未同步
490882
[s:247][s:247]焊了几年
+1
科创币
神之觉醒
2013-08-09
0.008219178年
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qb19055
11年3个月前 IP:未同步
495987
很假,为什么呢?背景声音根本就不是现场喇叭放出来的,你听不出来?
-5
科创币
苦丁茶
2013-02-10
不好好看帖还瞎说
+1
科创币
神之觉醒
2013-08-09
假的。。。。
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k288
11年3个月前 IP:未同步
496824
看不太懂,是不是楼主自己做了一个CPU??
看视频的时候想起小时候的电脑做测试,测试到那个大块头拿着滚筒出场我的电脑就卡住了
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专打贾君鹏
11年3个月前 IP:未同步
497211
初中毕业…………(#°Д°)我勒个喷天大槽……
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cj1414494
11年3个月前 IP:未同步
499343
楼主太厉害了
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井蛙
11年3个月前 IP:未同步
499430
技术宅的逆天之作呐~~
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武装大包子
11年2个月前 IP:未同步
504419
看完这篇浑身舒畅,我觉得瞬间有力量了
+1
科创币
神之觉醒
2013-08-09
没错。。。这样就能激发更多人能量
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一撮风雨急
11年2个月前 IP:未同步
504442
想起了一个关于电脑高手的笑话,原来这一切是真的…………


很久以前,那还是我用win98的时候有次我系统崩溃了,因为我是电脑白痴,我朋友给我介绍了一个高手来帮我修电脑。他看了一下电脑,问我有没有98的盘,我说没有。
 他想了一下,叫我把固定电话拿给他,我想修电脑要电话干什么,但人家是高手,我也不好说什么,就把电话拔下来给他了。
 他把电话线空着的一头接在电脑的一个插孔内,然后进入了dos,然后就开始在电话上不停的按着键,他按键的速度非常快,但是只按0,1两个键,我搞不懂这有什么用,但也不敢问,看了半个多小时,他还是不停的按这两个键,我渐渐的有些困,我问他这东西要搞多久,他说要几个小时,我给他倒了杯茶,就一个人去隔壁睡觉了。醒来的时候,一看已经过了4个多小时,我起身到隔壁,看见他正在98里面调试,过了一会儿,他说,你试试,我坐上椅子用了一下,真的好了,我当时也不懂电脑,谢过人家就走了。 后来我慢慢对电脑有了了解,终于了解,原来当时那位高手是用机器语言编了一个98系统,我后来问我朋友那位高手的下落,我朋友说前几年去了美国IBM之后,杳无音讯……
  我很想他,如果谁遇到了,给我发个短信……
+1
科创币
神之觉醒
2013-08-09
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sunjunyu66
11年2个月前 IP:未同步
504625
太强大了,现在大学搞计算机的没几个有这水平。
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sunjunyu66
11年2个月前 IP:未同步
504626
我初中时候只做过遥控电路。再膜拜一下[s:275]
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lub6668
11年2个月前 IP:未同步
505558
感动的哗哗的,淫才啊,求招募,来河南发展吧……
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海涛
11年2个月前 IP:未同步
505605
膜拜,专业人士太牛x了
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阴阳轮回
11年2个月前 IP:未同步
505692
我提议向lz资助   有钱的出钱  有能力的出能力  既然lz资金困难 我知道我们论坛肯定有有钱人   大家说怎么样啊
+1
科创币
神之觉醒
2013-08-09
建议你还是跟我一起玩比较好。。。。
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竹竿
11年2个月前 IP:未同步
506611
高精度的光刻,还是双面板,位置定的可要准呀,再次感叹高精度。
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钢铁雄心
11年1个月前 IP:未同步
514963
做硬件的感觉都好厉害啊
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知了
11年1个月前 IP:未同步
515594
注意到楼主的手,保养得非常好,感觉象个女人的手.........
+1
科创币
神之觉醒
2013-08-09
你是不是&quot;制成&quot;!!!
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lijia
11年1个月前 IP:未同步
515654
好东东,中国芯cpu有希望了,果然功夫不负有心人;只是焊点有点不美观!!!!
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lijia
11年1个月前 IP:未同步
515655
震撼震撼,膜拜膜拜!!!!!
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裂空座
11年0个月前 IP:未同步
526665
多年以前有过类似的经历,用普通的门电路搭了一个电子钟...话说回来,如果楼主对CPU设计有兴趣的话最好还是去学verilog和FPGA吧,用分立元件做CPU真的很难,而且实用性不高
+1
科创币
神之觉醒
2013-08-09
目前龙少工作室表示用74搭个性能 〉50MIPS的CPU无压力。。。继续YY。。。
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李广宇
11年0个月前 IP:未同步
527236
回 楼主(神之觉醒) 的帖子
有电路图吗?
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mascoterl
11年0个月前 IP:未同步
527260
.....................这货不是人,真不是人,,,,简直就是神。。。。

真心跪了。。楼主。你太强悍了。
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yeweiyang
11年0个月前 IP:未同步
527424
技术帝。膜拜
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仙人板板
11年0个月前 IP:未同步
527445
引用第84楼神之觉醒于2012-11-17 17:00发表的 :
这楼讲解视频上的“播放”效果,其实就是刷图片,后来感觉没声音很无聊,就把声音配上去了。

刷图片速度快最主要的就是靠硬件SPI,CPU只是充当控制角色。

下面是硬件SPI电路图。
.......  

骇客帝国。。。。
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muchrooms
10年11个月前 IP:未同步
531942
感谢lz分享,可以为它写个操作系统了
+1
科创币
神之觉醒
2013-08-09
可以&nbsp;&nbsp;我会尝试弄个好点的小系统
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