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 1185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 10年2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
294
 
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~~空空如也
rpg-7
10年0个月前 IP:江苏
737634
引用 神之觉醒:
不算先进~    玩具水平,   多任务需要中断的系统可能上不了    DOS差不多的就可以上
那,若是这样,不如直接精简电路?当然,这个想法也有可取之处。。。让我YY下多个CPU如何同步运转  。。。。顺便,我认为,这个CPU,还是让那个CP/M复活比较“靠谱”。。。dos的前生。。。
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rpg-7
10年0个月前 IP:江苏
737760
引用 神之觉醒:
给这个CPU编程必须按规则来, 有时要插入空操作, 不然指令执行会出错
"A = 0x00"的下一句是"A = 0x11"的话"A = 0x00"不会被执行.
如果要让A = 0x00被执行的话后面指令的目的操作数不能是A,
因为这个...
对了,如果是这样,为何不把寄存器设计成使用位移寄存器缓冲??这样似乎。。。呃。。。感觉效率可以高点
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rpg-7
10年0个月前 IP:江苏
738447
顺便@虎哥,我个人认为可以搞个KC软核的项目页面了。。。。大家把资料放上去,集思广益 。。。
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csaaa
10年0个月前 IP:广东
738459
楼主把中断和定时器也做进去,下一步把多CPU的协调工作也做进去,再下一步把内存和高速缓存给区分开来并设计一些内建的指令集要求兼容51内核的。思路出来后我们保持联系哦,
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kknd
10年0个月前 IP:山东
738487
套件有希望了。。。
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神之觉醒作者
10年0个月前 修改于 10年0个月前 IP:广西
738550
引用 rpg-7:
顺便@虎哥,我个人认为可以搞个KC软核的项目页面了。。。。大家把资料放上去,集思广益 。。。
应该不用这么复杂...CPU的话..存取数这个地方设计得高速一点也容易,  整浮四则运算器也容易搞,  觉得主要是要研究出个高效的存储器结构.
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神之觉醒作者
10年0个月前 修改于 10年0个月前 IP:广西
738562
引用 csaaa:
楼主把中断和定时器也做进去,下一步把多CPU的协调工作也做进去,再下一步把内存和高速缓存给区分开来并设计一些内建的指令集要求兼容51内核的。思路出来后我们保持联系哦,
如果一定要中断马上执行紧急程序那就安排其中一个CPU专门监听中断信号.. 中断信号一到可以在ns/ps级别的时间内启动中断处理CPU执行中断程序, 定时器/计数器属于外设, 可以放在IO上面, 本贴的套件机有一个指令/脉冲计数器, 可以当作定时器来用, 也可以用来计算程序的CPU占用率...
个人觉得什么指令集已经不重要~  重要的是这套指令是否能组合实现全部算法/程序/C编译器, 我目前CPU设计理念是找到指令和硬件的一个平衡点, 既能搞出需要指令, 也不把硬件搞臃肿, 否则搞出一条臃肿指令缩减执行时间,但造成主频下降,还不如不做这条指令,  用其他指令组合实现, 两边一扯性能差不多,而且还不用把硬件堆臃肿.
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神之觉醒作者
10年0个月前 IP:广西
738567
引用 kknd:
套件有希望了。。。
准备可以开机  正在焊  边焊边叹[s:42]
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神之觉醒作者
10年0个月前 IP:广西
738670
PCB已经全部到, 目前焊了一半, 眼花=  =, 图里面的接口插针还没全部插进去(摆拍).
DSCF3069_调整大小.jpg

DSCF3070_调整大小.jpg

DSCF3046_调整大小.jpg

DSCF3048_调整大小.jpg

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DSCF3059_调整大小.jpg

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DSCF3068_调整大小.jpg
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liangjiajing
10年0个月前 IP:广西
738812
楼主是南宁的?南宁哪里啊
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神之觉醒作者
10年0个月前 IP:广西
738964
引用 liangjiajing:
楼主是南宁的?南宁哪里啊
永和村= =~
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zhu1982lin
10年0个月前 IP:广东
739012
粗略看了LZ的CPU(没仔细分析),想起当年我用VHDL在FPGA上修改别人的代码,完成了一个简单的PIC单片机.
真没有想到简单的MCU能用三十多个IC就能完成了.
而且我现在都不知道怎么把信号转成VGA方式,输出出来, 当时,我是用一个 16*2的LED完成输出的.
今年(2015),我会告诉大家,指令集从CISC发展到RISC后,下一种方式是什么.
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nierbia
10年0个月前 IP:山西
739160
看到这个帖子,我特意申请了一个账号过来顶你。你多大年纪了?居然有这般功力。楼主,可以透露一下年龄吗?
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神之觉醒作者
10年0个月前 IP:广西
739334
全部焊完,,,,,,,,OK改天插IC上去开机~ 希望不爆炸[s::funk:]
DSCF3085_调整大小.jpg

DSCF3107_调整大小.jpg

DSCF3108_调整大小.jpg
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神之觉醒作者
10年0个月前 IP:广西
739335
引用 zhu1982lin:
粗略看了LZ的CPU(没仔细分析),想起当年我用VHDL在FPGA上修改别人的代码,完成了一个简单的PIC单片机.
真没有想到简单的MCU能用三十多个IC就能完成了.
而且我现在都不知道怎么把信号转成VGA方式,输出出来, 当时,我是用一个...
期待你的好消息...
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神之觉醒作者
10年0个月前 IP:广西
739336
引用 nierbia:
看到这个帖子,我特意申请了一个账号过来顶你。你多大年纪了?居然有这般功力。楼主,可以透露一下年龄吗?
准备21~~~老了[s::Q]
DSCF3111_调整大小.jpg
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分立元件
10年0个月前 IP:海南
739432
引用 神之觉醒:
准备21~~~老了
我23,唉!大楼主2岁
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神之觉醒作者
10年0个月前 IP:广西
739502
正在测试中, 在手动拨码测试...  SPI工作正常, VGA工作正常, 顶板LED要重新打过一次...  A寄存器和B寄存器两组LED反了=  =...
实际看起来要劲得多..
图中机的套件 附带一个电源, 定价339.1¥。。。。额好吧表示抽了点油水- -。。。不然不用吃饭了。。
DSCF3121_调整大小.jpg

DSCF3124_调整大小.jpg

DSCF3125_调整大小.jpg

DSCF3127_调整大小.jpg

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DSCF3133_调整大小.jpg

DSCF3134_调整大小.jpg
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kknd
10年0个月前 IP:山东
739504
怎么拍?PM链接。
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神之觉醒作者
10年0个月前 IP:广西
739761
引用 kknd:
怎么拍?PM链接。
...............出现了一个BUG......时间差了几纳秒[s::funk:].........要修改一片PCB增加一两片244  +  +~~~~ 下个星期才有结果了............[s::Q][s::L]
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kknd
10年0个月前 IP:山东
739780
引用 神之觉醒:
...............出现了一个BUG......时间差了几纳秒.........要修改一片PCB增加一两片244  +  +~~~~ 下个星期才有结果了............
别急,围观等。
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nmasdf
10年0个月前 IP:江苏
739936
求购一套,太酷了!!!
求购一套,太酷了!!!
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小八一3
10年0个月前 IP:浙江
740001
楼主神人
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神之觉醒作者
10年0个月前 修改于 10年0个月前 IP:广西
740142
CPU出现了两个BUG- -...  一个是74XX181的"A=B"输出信号居然是开漏输出[s::funk:] 仿真又通过..奇怪... 必须要搭上拉....现在飞接电阻解决(之前很有把握所以偷懒了没有仔细测试- - , 这个"A=B"信号是第一次用),   另一个是数据传送时序BUG...数据提前消失了写信号才到......[s::L]  导致某些操作后面必须附加一条指令让数据保持...
上面两个BUG要修正两片PCB... 估计下个星期PCB才到...

现在在8MHZ的频率下运行了一个读内存卡数据显示的小程序, 手工二进制编程...  成功运行.. 等下刷图看看效果怎样[s::lol]

DSCF3137_调整大小.jpg

DSCF3143_调整大小.jpg

DSCF3150_调整大小.jpg

程序2.png
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神之觉醒作者
10年0个月前 IP:广西
740147
引用 nmasdf:
求购一套,太酷了!!!
我尽量搞快点###[s::handshake]
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神之觉醒作者
10年0个月前 修改于 10年0个月前 IP:广西
740167
刚才把SPI的速率调到13.5Mbps,SPI是独立时钟, 换算过来读内存卡速度上MB/S了.. 无压力...   CPU 12MHZ可以跑, 13.5Mbps的速率传送数据等待SPI的空操作可以删除, 目前分辨率256x240,刷图13帧/S[s::lol]      高级点的程序等弄了这个CPU的专用编译器再搞,  计划是开机ROM里面的启动程序是固定的,  启动程序的基本功能就是开机搜索XXXXXXN文件并载入装载运行ROM, 然后运行,  在装载运行ROM上面运行的程序如果要启动其他程序的话还可以通过RAM传递一个文件起始簇号或路径文件名给开机运行ROM, 然后切换运行开机ROM, 这时开机ROM就会根据约定好的的命令还有簇号,执行操作  恩差不多就这个意思.
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神之觉醒作者
10年0个月前 IP:广西
740169
测量了整机工作电流,  5V情况下. 1安左右.
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神之觉醒作者
10年0个月前 IP:广西
740343
好像是SPI速度调太高.  出现了点状况   正在弄
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/programs/view/VV22R2wHrq8/
点击此处查看视频
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神之觉醒作者
10年0个月前 IP:广西
740493

刷图出现的问题已经解决... 是程序问题- -  等下上视频
先晒几张内部图

DSCF3158_调整大小.jpg
内存芯片插满不是标配@~  因为这个型号好贵##.
DSCF3160_调整大小.jpg

DSCF3162_调整大小.jpg
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kknd
10年0个月前 IP:山东
740519
我的那套要插满的,我加钱
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既不回头
10年0个月前 IP:广东
740557
很想买一套来玩玩,不知到手后能不能玩转,楼主要是能弄些配套的零起步资料一起我想一定大卖,像我们这样的菜鸟都很希望学习这方面的技术,价格贵点都没关系的
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神之觉醒作者
10年0个月前 IP:广西
740590
刷图视频, 运行了10几分钟稳定不死鸡~ :
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/programs/view/Zm_fhOChJN4/
点击此处查看视频
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神之觉醒作者
10年0个月前 IP:广西
740591
引用 既不回头:
很想买一套来玩玩,不知到手后能不能玩转,楼主要是能弄些配套的零起步资料一起我想一定大卖,像我们这样的菜鸟都很希望学习这方面的技术,价格贵点都没关系的
详细资料肯定有~ 慢慢写[s::lol] 各个部分的控制方法操作方式寄存器地址和功能都弄资料... 搞定了就发布, 硬件和程序全开源的
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神之觉醒作者
10年0个月前 IP:广西
740595
引用 kknd:
我的那套要插满的,我加钱
OK的....  不过手头的套件现在只有3套标配. 一套自己, 有一套有人要了, 还剩一套, 测试完后我在 "产品与众筹" 板块发预定链接,...采购元件,  不然预算不够[s::lol]
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kknd
10年0个月前 IP:山东
740691
众筹是一方面,我这订得最早,兄弟帮忙安排一套完整版吧,你剩的第三套件就给我了。呵呵。
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kknd
10年0个月前 IP:山东
740692
引用 神之觉醒:
OK的....  不过手头的套件现在只有3套标配. 一套自己, 有一套有人要了, 还剩一套, 测试完后我在 "产品与众筹" 板块发预定链接,...采购元件,  不然预算不够
支付宝给我,我先把钱付了,夜长梦多。
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既不回头
10年0个月前 IP:广东
740723
楼主应该建立个QQ群让大家都了解下实时动态,很期待楼主的好消息
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nmasdf
10年0个月前 IP:江苏
740813
楼主加油!等完善的出来求一套
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神之觉醒作者
10年0个月前 IP:广西
740828
引用 灬小猫:
飞线用的线材哪里买的啊能不能透露一下
额...  刚翻帖看到你的回复...漏回了 不好意思= =...  下次见我不回要猛灌...    我去看一下交易记录.
是在这里买的一排好多根..#@%: XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/XXXXXXXm?spm=XXXXXXXXXXXXXXXXdWjY&id=263479924&_u=gjtkror04c0
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神之觉醒作者
10年0个月前 IP:广西
740846
引用 kknd:
支付宝给我,我先把钱付了,夜长梦多。
已PM....   不然等发布预定链接再拍也行   现在正在弄程序测试其他部分~
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神之觉醒作者
10年0个月前 IP:广西
740849
引用 既不回头:
楼主应该建立个QQ群让大家都了解下实时动态,很期待楼主的好消息
额。。正在搞。。 可能没空回信息
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kknd
10年0个月前 IP:山东
740851
引用 神之觉醒:
已PM....   不然等发布预定链接再拍也行   现在正在弄程序测试其他部分~
已付款,已PM收货地址。期待!
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神之觉醒作者
10年0个月前 IP:广西
740858
引用 kknd:
已付款,已PM收货地址。期待!
收到, 机器差不多测试完了, 改天测试最后一个DS1302的读写.
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kknd
10年0个月前 IP:山东
740859
引用 神之觉醒:
收到, 机器差不多测试完了, 改天测试最后一个DS1302的读写.
加油!!
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kknd
10年0个月前 IP:山东
740860
引用 神之觉醒:
收到, 机器差不多测试完了, 改天测试最后一个DS1302的读写.
求亲笔签名证书一份,写上板子的编号,to KKND之类的内容,最好记号笔在哪块板子上也签一个,买这个就是为了收藏未来大师作品的。望恩准。
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神之觉醒作者
10年0个月前 IP:广西
740861
引用 kknd:
求亲笔签名证书一份,写上板子的编号,to KKND之类的内容,最好记号笔在哪块板子上也签一个,买这个就是为了收藏未来大师作品的。望恩准。
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得~ 我在PCB上签个字[s::handshake][s::kiss:]
其实就是个玩具[s::lol][s::victory:]
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kknd
10年0个月前 IP:山东
740862
引用 神之觉醒:
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哈哈,多谢!
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既不回头
9年11个月前 IP:广东
740916
楼主下次有货记得通知一下,给我也留一套呗
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神之觉醒作者
9年11个月前 IP:广西
741097
引用 既不回头:
楼主下次有货记得通知一下,给我也留一套呗
OK的[s::kiss:]
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神之觉醒作者
9年11个月前 IP:广西
741511
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