始める電子回路 | CPUを作る | 回路がわかる本 | 始める電子工作 |
ALU(演算回路)演算回路CPUで重要なALU演算回路。この本のCPUの説明の最初の部分 1ビットCPU の説明で、1ビットCPUに演算をつけた回路の説明がされています。 CPUの記憶を司るレジスタ。。 それが分裂するように増えていくんですが、戻りに演算処理を仕込む回路も説明されています。 演算が可能なCPUとして紹介されている回路(本書P181メカ式CPU) 最初に1ビットCPUの説明に出てきて、そしてそれ以後はこれを拡張していく展開の説明が出てこない。 ここで演算回路を持つCPUの説明は終わっています。 本書ではつながりがとぎれていますが、1ビットCPUが細胞分裂して この回路(本書P184「mov A,B」を実行している模様) この後ろに演算回路ALUを付け加えたもの ALUを付け加えたもの(本書P201) そのご先祖さま (本書P181メカ式CPU) 最初の演算の出来るご先祖さまCPUはこれにつながるはずです。演算回路は複雑になっていますが、元々は転送に演算回路を付け加えたもの。 これがCPU機能としての心臓部、これでやっとCPUの全体が見えた。 単なるインバーターだったNOTの演算回路は高機能のALUとなって加わります。 単細胞として始まったCPUはココまで来てずいぶん立派になったなぁ と思うんです、 だが、このALUが鬼門となる・・・ 鬼門ALUALUを見ていくとこのCPUはとても興味深いです。ここまで理解するに何度も読み返す必要があるかとは思いますが、わかった方々はこのおちゃらけ説明に寄り道させられ、時に驚かされながら、くだらないオチにダマされ、それを乗り越え進んできた探求心のある方々だと思います。 ご苦労様です。ここまでを理解するとこのCPUが見える! そして巧妙に設計されていたことがわかりました。 CPUの全体像がわかり、そして内部動作もようやくわかった。 この回路で切り替えることで転送が自在にできる(本書P184「mov A,B」を実行している模様) ここまで来てレジスタに記憶されたデータの転送の流れ、プログラムカウンターが見えてもう動作がわかってきたのですが、 転送はいいんですが、転送するデータはどこで書き込むの? データの流れはわかったけど、あれ 最初にデータをCPUのレジスタへ外側から入力するのはどこ? という疑問が・・・ 出力レジスタの説明があって、入力レジスタというのもでてきますが、 驚くことに 知らないうちにできちゃいました と ホントにしらないうちになんの説明もされていません(^^; 転送はわかったけど、書き込み、つまり入力方法がよくわからない。 その答えがALUにありました。 ALU(演算回路)は加算器を使っていますが、おもしろくてわかりやすい説明になっています。 (本書P201) データセレクタ(転送切り替え)の後にALU(このCPUでは加算器)を入れたことで、足し算しないと戻れないことになっています。 データセレクタだけのときは素のまま戻り配線で戻れた。でも今その後に加算器のALUが付いた。 そうなったことで、生のまま戻りたくても、加算器を通って足し算しないとデータは素通りできない構造です。 まさに鬼門です。ALU門番の鬼は 素朴なものは通さない、(どっかの商品コピーですが)”何も足さない、何も引かない” というのは通してくれないのです。 単に B←A (MOV B , A)と Aの内容をBに入れる ということが足し算なしには許されない構造。。。。 素朴に戻りたいときは、ALUを通らない、演算があるときは 、ALUを通す(演算する) 鬼門をバイパスで迂回する切り替えを考えることになる それと最初の データを入力するのはどこ? この疑問が残ります。これらがALUの回路で解決しています。それは驚くばかりでした。。 |
始める電子回路 | CPUを作る | 回路がわかる本 | 始める電子工作 |
メインページへ |