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設計開発方針
コンピュータは、次の4フェーズで動作を実現します。
- send Program Counter to Instruction ROM
- Decode Instruction
- Execute Instruction
- update Program Counter
各フェーズを実行するためにクロックを利用します。
4フェーズで1命令を実行するので、シフトレジスタ
ベースのジョンソンカウンタで、フェーズ毎のトリガー
を生成します。
上の回路の場合、Q2、Q1の組合せは、クロックごとに
次のように遷移します。
(Q2,Q1)=(0,0)
↓
(Q2,Q1)=(0,1)
↓
(Q2,Q1)=(1,1)
↓
(Q2,Q1)=(1,0)
↓
(Q2,Q1)=(0,0)
↓
:
状態を次のように割当てると、制御回路が完成します。
- (Q2,Q1)=(0,0) send Program Counter to Instruction ROM
- (Q2,Q1)=(0,1) Decode Instruction
- (Q2,Q1)=(1,1) Execute Instruction
- (Q2,Q1)=(1,0) update Program Counter
TD4では、この方式を取らずに、クロックを10Hz、1Hzと
下げることで、1クロックで命令フェッチ、デコード
演算を実行しています。
書籍の設計にそって1クロックで処理する構成にします。
最も大変なのはROMですが、DIPスイッチを使わないで
文明の利器である1チップマイコンでROMエミュレータ
を採用します。
設計開発方針は、以下とします。
- クロックジェネレータは、8ピンPICを利用
- レジスタファイルは、手持ちの74LS193で代用
- 入手が面倒なICは、ROMかマイコンで代用
- 出力バッファは手持ちの74LS28を利用
- TD4を10個のICで実現することから離れる
- ランダムロジックの実現は、手持ちのICをフル活用
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