龙少精简嗨爆版8位单周期CPU内核原创电路发布(计划出套件)
神之觉醒2014/11/12计算机电子学 IP:广西
刚画完电路先把电路贴出来[s::victory:]
这个CPU由30多片TTL门电路组成.
非常简单而强大的电路...连我自己都被这个设计震惊...[s::funk:][s::@]
设计是按照硬件条件来设计的, 计划装在两片10CM*10CM的PCB上面,这个规格的PCB打样价格低.
跳转指令跳转消耗2个时钟,不跳转消耗1个时钟,其他指令1个时钟.
RAM和ROM地址为24位(地址寄存器24位,程序计数器24位),最大可以寻址16MB的RAM和16M的ROM.
IO方式为内存映射IO.
保守估计用同样型号的IC性能大概比小UU强大约2倍,条件是频率要运行在10MHZ左右(性能相当于小UU运行在27MHZ的2倍), =  =其实性能要看每秒加法减法多少次...[s::L][s::lol]  看频率有点吹水的感觉[s:;P]
Multisim 11.0仿真文件下载:

attachment icon 龙少精简嗨爆版8位单周期CPU.rar 1.45MB RAR 1150次下载

本CPU可以看成由3个部分组成;
1.运算逻辑.
龙少精简嗨爆版8位单周期CPU运算逻辑.png

2.地址逻辑.
龙少精简嗨爆版8位单周期CPU地址逻辑.png

3.指令译码逻辑.
龙少精简嗨爆版8位单周期CPU译码逻辑.png

数据通道结构图:
龙少精简嗨爆版8位单周期CPU结构.png

[修改于 9年6个月前 - 2014/11/12 06:22:16]

+1  学术分    1211    2014/11/19 大作,理论阐述清晰,实践过程十分精彩
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来自:计算机科学 / 计算机电子学
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~~空空如也
神之觉醒 作者
9年5个月前 修改于 9年5个月前 IP:广西
731320
刚焊好接上ROM... 目前ROM还没有编程, 里面都是乱码,  晶振没加旁路电容不起振- -... 改天再撬两个电容出来焊上去....然后编程运行
这几个按键的状态CPU可以读取,灯数据CPU也可以写入.
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/programs/view/CZRgLn2mPOY/
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XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/programs/view/ZMZJezRA_DA/
点击此处查看视频

DSCF2870_调整大小.jpg
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1211
9年5个月前 IP:四川
731321
大作,理论阐述清晰,实践过程十分精彩
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神之觉醒作者
9年5个月前 IP:广西
731322
引用 1211:
大作,理论阐述清晰,实践过程十分精彩
多谢支持[s::kiss:][s::lol]
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liangjiajing
9年5个月前 IP:广西
731355
你说的那个原理和程序什么的我一点都听不懂啊[s::(]
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神之觉醒作者
9年5个月前 IP:广西
731381
引用 liangjiajing:
你说的那个原理和程序什么的我一点都听不懂啊
慢慢研究...不用着急  数字电路和编程基础肯定要烧到大脑里面才能解码这个贴  最好汇编语言基础也烧
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神之觉醒作者
9年5个月前 IP:广西
731382
- - 芯片不小心插反 编程器爆炸撩....  没得玩了= =[s::L]  想写个嗨一点的程序跑.. 看来要再搞一个
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神之觉醒作者
9年5个月前 IP:广西
731408
现在ROM从0地址开始装有如下几条指令:
3102H;  //立即数02H送A寄存器
3203H;  //立即数07H送B寄存器
3303H;  //立即数03H送A0寄存器
344DH;  //立即数4DH送A1寄存器
35C3H;  //立即数C3H送A2寄存器
97XXH;  //A寄存器右移1位送RAM
0DXXH; //无条件跳转到A2A1A0
下面视频展示了以上指令CPU单步执行的效果~~~ 洞洞板不够大A2A1A0寄存器的数据灯没有装 程序计数器也只装20位的数据灯....可以看到执行跳转指令的时候程序计数器内容变化为A2A1A0的数据
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/programs/view/C4_36CL2UO8/
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神之觉醒作者
9年5个月前 IP:广西
731409
发现了点问题,CPU电路要修改一下先, A0寄存器用74HC锁不上数据, 用74LS就能锁上, 有空再解释,  改好拿去打板...
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小肥羊mj
9年5个月前 IP:广东
731503
请教一下 ,这CPU能干嘛?是不是像单片机一样做控制器的?
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神之觉醒作者
9年5个月前 IP:广西
731551
引用 小肥羊mj:
请教一下 ,这CPU能干嘛?是不是像单片机一样做控制器的?
用来玩的 QQ图片20141121175809.gif
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神之觉醒作者
9年5个月前 IP:广西
731635
已经搞定CPU核的PCB...  在设计住内存PCB.   先不晒图 [s:;P]
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神之觉醒作者
9年5个月前 IP:广西
731644
这个套件你值得拥有, 不清楚计算机的同志玩了本套件将会了解从CPU内部到外部设备的精简龙少版计算机原理[s::lol]
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rpg-7
9年5个月前 IP:江苏
731655
板子很漂亮!问两个问题:这么多飞线真的没问题?频率一高,线之间的电容就没法不考虑了,而且估计这玩意不连错还好,连错了排查起来要疯啊。。。还有,你提到这个cpu没有控制器?有意思。
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liangjiajing
9年5个月前 IP:广西
731661
套件要多少钱?
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hbcjs
9年5个月前 IP:河北
731663
等套件…
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sszxlsy
9年5个月前 IP:四川
731683
楼主套件估计多久出啊???
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神之觉醒作者
9年5个月前 IP:广西
732114
引用 rpg-7:
板子很漂亮!问两个问题:这么多飞线真的没问题?频率一高,线之间的电容就没法不考虑了,而且估计这玩意不连错还好,连错了排查起来要疯啊。。。还有,你提到这个cpu没有控制器?有意思。
这样飞跑10几20M测试没问题,  连错了也不要紧..  一查信号到不到就知道哪里出问题了, 你把这里的指令译码逻辑叫做控制器也可以= =..  不过我觉得不算控制器...
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神之觉醒作者
9年5个月前 IP:广西
732115
引用 liangjiajing:
套件要多少钱?
目前硬件IC还没全部确定,  具体价格未知,  不过 完整机的PCB数量是比较确定的了   有14片(层)左右, 10CM*10CM的  一片成本5块钱
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神之觉醒作者
9年5个月前 IP:广西
732116
引用 sszxlsy:
楼主套件估计多久出啊???
可能半个月~1个月可以拿到全套成品PCB
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1211
9年5个月前 IP:四川
732117
建议所有PCB同样尺寸,或采用一个底板,上面插卡的形式,尺寸一样比较好做机箱,比如亚克力透明盒子之类,为了体现风格,建议采用透明阻焊或黄油,做套件外观很重要啊。
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神之觉醒作者
9年5个月前 IP:广西
732119
引用 1211:
建议所有PCB同样尺寸,或采用一个底板,上面插卡的形式,尺寸一样比较好做机箱,比如亚克力透明盒子之类,为了体现风格,建议采用透明阻焊或黄油,做套件外观很重要啊。
叠层结构  插针连接  组装好外表看起来就是一个立方体[s:;P]  阻焊我问问看可不可以弄透明的
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神之觉醒作者
9年5个月前 IP:广西
732123
[s:;P]本机VGA显卡确定占4层PCB  分辨率256 X 240  8位色
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神之觉醒作者
9年5个月前 IP:广西
732255
现在在纠结显示部分到底是装TFT模块还是装VGA...    TFT模块40¥左右就能搞到了, 这里的VGA成本+-60¥   ,,,, 会不会贵了点,  而且分辨率不一样。。 到时搞图形程序分两个规格搞会比较麻烦;

下面是完整机的配置(装载运行ROM、数据RAM可以增加容量到4MB,开机启动ROM可以增加容量到2MB):
本机可以支持TFT液晶 N个、CH375 N个。。。

指示灯1(层) + CPU(2层) + 256K开机启动ROM(1层) + ROM控制器(1层) + 128K装载运行ROM(1层) + 128KB数据RAM(1层) + 硬件SPI(2层) + VGA(4层) + 并口IO/实时时钟/电源控制/时钟和复位(最后一层),使用拆机芯片,芯片带座的话这个配置整机成本应该在200¥左右,芯片不带座成本在200¥内。再加上ENC28J60以太网控制器10+¥、USB芯片20+¥。。。不知道算不算贵[s::lol]
这里的 指示灯、ROM控制器、装载运行ROM、硬件SPI、VGA都可是可选项, 就是让CPU运行的最低条件这些东西可以不要。。。
貌似还要增加一层模仿单片机的IO口,和上面一样也是可选项。。。
@liangjiajing
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LED
9年5个月前 IP:四川
732258
如果选配件太贵的话,也可以出一些简单的应用模块,比如6个LED数码管,可以做个时钟,就不用买硬件VGA了,而且还可以拿来装逼,练习简单的程序设计。
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神之觉醒作者
9年5个月前 IP:广西
732259
引用 LED:
如果选配件太贵的话,也可以出一些简单的应用模块,比如6个LED数码管,可以做个时钟,就不用买硬件VGA了,而且还可以拿来装逼,练习简单的程序设计。
驱动6个LED数码管, CPU两片PCB、ROM和RAM做一起一片PCB、IO一片PCB,共4片就可以搞定, 成本几十块钱就OK。

未来打算以显示为主。。 比如运行游戏、浏览器、编译器。。我想装逼到底。。。  如果零零散散的卖,可能会出现剩多剩少  比较蛋痛  不过也不要紧了[s::lol]
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wxw020316
9年5个月前 IP:辽宁
732279
套件什么时候出?
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张静茹
9年5个月前 IP:山东
732286
太棒了 上次说 编译环境什么的都做好了吗,还是只能拨码?
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张静茹
9年5个月前 IP:山东
732287
引用 神之觉醒:
已经搞定CPU核的PCB...  在设计住内存PCB.   先不晒图
求晒图
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张静茹
9年5个月前 IP:山东
732288
引用 rpg-7:
板子很漂亮!问两个问题:这么多飞线真的没问题?频率一高,线之间的电容就没法不考虑了,而且估计这玩意不连错还好,连错了排查起来要疯啊。。。还有,你提到这个cpu没有控制器?有意思。
连错了不太要紧 从那个焊点 顺着线去找就好了,反正都是他设计的,就是别人来修的话 估计是要死的感觉
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豪心晴
9年5个月前 IP:山东
732303
我这有张古老的主板 线切割用的 z80处理器 上面都是插的集成电路 有三个z80 分别叫z80cpu z80pic z80cic 还有两片集成电路ram 两片rom是紫外线擦除的
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神之觉醒作者
9年5个月前 IP:广西
732605
引用 wxw020316:
套件什么时候出?
不出错的话 下个月中下旬应该可以开机...  到时可以买到PCB.
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神之觉醒作者
9年5个月前 IP:广西
732606
引用 张静茹:
太棒了 上次说 编译环境什么的都做好了吗,还是只能拨码?
小UU的编译器搞定..  本贴CPU的编译器搞完硬件之后再搞~~~    = =  拨马
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神之觉醒作者
9年5个月前 IP:广西
732607
引用 张静茹:
求晒图

现在这个CPU在洞洞板上面已经运行在10MHZ..  频率再高CPU就越过条件跳转指令出错- -.. 看来ALU延迟比较大.
运行频率不是很高..PCB采用自动布线~  效率爆表....
目前搞定了6片PCB - -

CPU_1.png

CPU_1_3D.png

CPU_2.png

CPU_2_3D.png

EPROM.png

EPROM_3D.png

ROM控制器.png

ROM控制器_3D.png

SROM.png

SROM_3D.png

RAM.png

RAM_3D.png
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神之觉醒作者
9年5个月前 IP:广西
732609
引用 豪心晴:
我这有张古老的主板 线切割用的 z80处理器 上面都是插的集成电路 有三个z80 分别叫z80cpu z80pic z80cic 还有两片集成电路ram 两片rom是紫外线擦除的
要是分立件的CPU就吊...
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rpg-7
9年5个月前 IP:浙江
732720
引用 神之觉醒:
要是分立件的CPU就吊...
越来越牛了!呃,布线的时候能不能尽量讲究一点?尽量频率往高上飙?这样程序可以跑爽一些。还有,VGA和TFT读写方式不同,设计相应显示的软件接口,程序到时候识别显示器,调用不同驱动不完了?
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神之觉醒作者
9年5个月前 IP:广西
732791
引用 rpg-7:
越来越牛了!呃,布线的时候能不能尽量讲究一点?尽量频率往高上飙?这样程序可以跑爽一些。还有,VGA和TFT读写方式不同,设计相应显示的软件接口,程序到时候识别显示器,调用不同驱动不完了?
布线尽量短...  其实+-十几厘米,  一般情况延迟就只+-大概1ns这样, 可能还不到,对10几20兆的频率不到零头..  这里一张板10*10  应该多不了多少延迟
驱动应该可以搞... 到时研究一下先
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kknd
9年5个月前 IP:山东
732860
预订套件。
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kknd
9年5个月前 IP:山东
732861
TFT的话没必要硬件支持,自己用IO扩出来写程序搞定算了。
VGA要留着,这个一般玩不转。
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kknd
9年5个月前 IP:山东
732862
当然如果你能提供优化的TFT硬时序就更好了
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神之觉醒作者
9年5个月前 IP:广西
732916
引用 kknd:
TFT的话没必要硬件支持,自己用IO扩出来写程序搞定算了。
VGA要留着,这个一般玩不转。
一般并口TFT是标准的一个接口, CH375也是...  支持起来不麻烦,  在程序里面读写就和操作一个变量一样简单.
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灬小猫
9年5个月前 IP:上海
733555
飞线用的线材哪里买的啊能不能透露一下
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kknd
9年5个月前 IP:山东
733687
引用 神之觉醒:
一般并口TFT是标准的一个接口, CH375也是...  支持起来不麻烦,  在程序里面读写就和操作一个变量一样简单.
是的,这其中还有一点点区别。
说不需要留是因为太简单,没必要费脑筋,
说需要留是因为如果提供16位地址单周期读写能力的话小U刷TFT效率会高得多。
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神之觉醒作者
9年5个月前 IP:广西
733965
引用 kknd:
是的,这其中还有一点点区别。
说不需要留是因为太简单,没必要费脑筋,
说需要留是因为如果提供16位地址单周期读写能力的话小U刷TFT效率会高得多。
没错.. 搞个16位/32位机就OK  不过器件会成倍增加,  现在8位的话是比较经济的设计[s:;P] 又好玩又不用花太多钱
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神之觉醒作者
9年5个月前 IP:广西
733966
板子准备搞定,  然后打板
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kknd
9年5个月前 IP:山东
734146
引用 神之觉醒:
板子准备搞定,  然后打板
期待!第一时间预订一套,请给价格和付款方式。楼下保持队形
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神之觉醒作者
9年5个月前 IP:广西
734153
引用 kknd:
期待!第一时间预订一套,请给价格和付款方式。楼下保持队形
....希望不出错误  还剩几片先  画完花1天时间检查.   套件测试好了我再开淘宝链接[s::lol][s::handshake]
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kknd
9年5个月前 IP:山东
734338
引用 神之觉醒:
....希望不出错误  还剩几片先  画完花1天时间检查.   套件测试好了我再开淘宝链接
我没办法经常关注这里,请一定帮忙留下一套,不要卖光。我一定要
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神之觉醒作者
9年5个月前 IP:广西
734501
引用 kknd:
我没办法经常关注这里,请一定帮忙留下一套,不要卖光。我一定要
OK~~~感谢这么大力的支持[s::kiss:]
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神之觉醒作者
9年5个月前 IP:广西
734541
既然这么多人支持... 那我就谈一下意YIN的超级嗨爆大型机原理...  很简单..
一个CPU运行一个任务,  图里面的CPU0运行的是操作系统  就是用户层面的,  后面几个CPU1~CPUN是后台层面的...然后...你懂的
整个系统不需要使用中断...个人认为中断简直就是CPU的噩梦  不能增加处理能力 而且还要消耗一堆硬件...
多核并行机大概构构图.jpg
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rpg-7
9年5个月前 IP:江苏
734961

呃。就我使用单片机的经验来看,用中断是节约时间的,定时器至少比靠浪费机器周期,+1的延时函数好的多。而且貌似操作系统的进程切换机制靠的就是中断,给程序分配时间片,然后到时间切换回来,再进行判断,给其他程序分配时间,至少貌似多进程操作系统貌似是这么干的。。DOS貌似才是把控制权给程序,一条道走到黑 。。。粗浅认识,见笑。。
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