Procesory

Gray-1 to procesor zbudowany wyłącznie z modułów pamięci RAM i ROM

Karol Żebruń | Redaktor serwisu benchmark.pl
16 komentarzy Dyskutuj z nami

Procesor składa się z pamięci ROM, RAM i…. No właśnie, w tym przypadku wiele więcej już nie potrzeba.

Jeśli jesteście miłośnikami filmów s-f, szczególnie tych osadzonych w stechnicyzowanej przyszłości, nieobce są wam sytuacje, w których bohater musi zrobić coś z czegoś co nie jest dokładnie przeznaczone do danego zastosowania. Problem rozwiązuje łącząc posiadane komponenty w niestandardowy, ale całkiem logiczny, sposób.

Podobny problem postawił sobie Olivier Bailleux, twórca Gray-1 czyli „procesora w którym jedynymi aktywnymi elementami są układy pamięci”.

Cel, stworzenie procesora, który jest w stanie wykonywać takie same operacje jak klasyczny układ obliczeniowy, osiągnął przez umiejętne połączenie modułów ROM, a dokładniej programowalnych układów EPROM, RAM oraz odrobinę sprytnego kodowania.

Czym jest Gray-1?

Gray-1 jest układem o architekturze RISC. Ma swoje ograniczenia, jest w stanie wykonać tylko 8 instrukcji, ale to wystarczy by uznać go za pełnoprawny procesor.

Gray-1

Dokładny opis procesora i zasady pozwalające zrozumieć jak można wykorzystać pamięci do skonstruowania CPU, znajdziecie na stronie Gray-1. Autor dokładnie opisuje funkcjonowanie poszczególnych sekcji komputera, pokazuje dokładny schemat Gray-1 i opisuje szczegóły mikrokodu odpowiedzialnego za jego funkcjonowanie.

Gray-1 umieszczony został na płytce drukowanej (oprócz tego jest tu jeszcze trochę rezystorów i diód sygnalizujących pracę), na której znalazło się złącze we/wy. Pozwala ono na współpracę z klawiaturą oraz kolorowym wyświetlaczem. Wyświetlacz ma rozdzielczość 16 x 8 pikseli, a wyświetlaniem obrazu zawiaduje prosta karta graficzna, skonstruowana na cele projektu Gray-1.

Po co to wszystko?

Wiadomo że Gray-1 konkurencją dla najnowszych układów Intela nie będzie. Cel był jednak inny - edukacyjny. Zabawa z Gray-1 i zgłębienie tajników jego funkcjonowania pomaga zrozumieć poszczególne aspekty działania procesora. Pokazuje także, że praktycznie każde zagadnienie czy urządzenie można rozłożyć na części składowe i odtworzyć z części na pozór nie przystosowanych do realizacji danego zadania.

Dzięki takim projektom można pokazać, że technologie stosowane w dzisiejszej elektronice są jedynie sposobem na wygodne osiągnięcie celu. Logika funkcjonowania jaka towarzyszy komputerom, procesorom i innym urządzeniom elektronicznym, nie dzieje się sama z siebie dzięki istnieniu konkretnych układów i ich własnościom. Ona musi powstać, zostać zaprojektowana i zrozumiana, w naszym umyśle.

Źródło: Hackaday

Komentarze

16
Zaloguj się, aby skomentować
avatar
Dodaj
Komentowanie dostępne jest tylko dla zarejestrowanych użytkowników serwisu.
  • avatar
    Silver
    Pytanie w jaki sposób on wykonuje instrukcje? Czy w ROM-ie ma zapisane dostępne komendy wykonujące się w RAM-ie?Domyślam się, że kompilacja jest w asemblerze (chyba, że jest jeszcze inne środowisko niskopoziomowe)

    Moim zdaniem bardzo ciekawy projekt edukacyjny. Proszę o sprostowanie czy poprawnie to widzę.
    3
  • avatar
    Konto usunięte
    15 "piątek", widzę, że sami intelowscy inżynierowie tutaj zaglądają :v
    3
  • avatar
    gormar
    Generalnie to sztuka dla sztuki. Wykorzystanie półprzewodnikowych tranzystorów jest o wiele bardziej efektywne, gdyż nie trzeba przechowywać w komórkach pamięci gotowych wyników działania każdej instrukcji dla każdej dopuszczalnej dla niej kombinacji argumentów.

    Przykładowo dodawanie dwóch 8-mio bitowych liczb można wykonać na 8-bitowej kości ROM o pojemnosci 64KiB (16 bit adresu). Ale lepiej wykorzystać większą z komórkami o pojemności przynajmniej 16 bit (jedno słowo). Wystarczy pod adresem złożonym z tych liczb umieścić odpowiadający im wynik sumowania. Przykładowo 20 (14h) plus 15 (Eh) zapisać w komórce o adresie: 0014000Eh i tam pozostawić wpisane 35 (23h). Jako wynik wybrać pierwsze 8 bitów na wyjściu. Sytuacje wyjątkowe jak przeniesienie można wpisać jako oddzielny bit wyjścia (ponad pierwsze 8).
    1
  • avatar
    mgkiler
    A tam u góry to nie są czasem 4 bramki NAND?
    Nie wiem, czy to bramka, czy coś innego z podobnym symbolem.

    Dodatkowo widzę 2 "luźne" tranzystory.

    Ale projekt fajny.
    -2
  • avatar
    Pioyer
    pojdzie na tym Crysis ?
    -3