-- 自作コンピュータ (2009/07/06 03:17) - 2769PV

時間ができたらやりたいことメモ。

コンピュータの自作をしたいと思ってます。
できるだけ楽に、できるだけ美しく、できるだけ実用的なものを。



ネットで検索すると、この本に載っているTD4を作ったという人が何人が見つかります。
それだけ自作欲を満たしてくれる回路には違いないです。

TD4というのは「とりあえず動作する4bit CPU」の略で、この本に載っている非常にシンプルなCPUです。
「ただの4bit CPU」じゃないです。

でも、楽かといえば、メモリをスイッチで自作するのは楽でないし。
美しいかといえば、半田付け箇所が多すぎるし。
実用的かといえば、ラーメンタイマーしか作れないし。

というわけで、商品化されているCPUを目指して、自作してみたいものです。
4bitじゃ面白くないので、8bit以上で。
たとえば、Intelの8080あたりを目標に?

ここで、コンピュータの5大装置を考えながら、TD4の構成を思い出してみると。
・制御装置: カルノー図を駆使して、汎用ロジックICで自作
・演算装置: ロジックIC 74181
・主記憶装置: DIPスイッチ×16個で自作
・入力装置: DIPスイッチ
・出力装置: 発光ダイオード

これを自分なりに作りかえるならば。
・制御装置: CPLD
・演算装置: 74181
・主記憶装置: RAM IC
・入力装置: キーボード?
・出力装置: ディスプレイ?

という具合に作れたら良いですよね。
手持ちのCPLDが44ピンなので、16bitを制御するのは少し厳しそう?



久し振りに汎用ロジックデバイス規格表を見てみました。
74181のところです。
このIC一発で、写真に写っている表の通り、色々な計算ができます。
と言っても、加減と論理演算くらいができれば十分なのだけど。

気になる動作速度です。
CPLDは最大192MHz出るので、あまり問題でなく。
たぶんボトルネックは、74LS181とかRAMです。

74LS181のデータシートに載っている最大の遅延時間が62ns。
約20MHzくらいです。
色々と余裕を見ても、数MHzのクロック周波数で動作させることはできそう?

そもそも、システムオンチップとか言われる以前は、ディスクリートなICでコンピュータを 作っていたわけで。
もっと前は、トランジスタからコンピュータを作っていたわけで。
そのレベルのコンピュータなら自作できるんじゃなかろうかと!

とりあえず、目標はIntel 8080。
1974年のIntelを目指してみるのも面白いと思うんです。

・・・そんな時間があるのか知らないけど。

-- 参考文献
CPUの創りかた
Intel 8080 - Wikipedia

-- 関連項目
キッチンタイマー
CPUの創りかた
メモリ容量の限度
VHDLとCPLDによるロジック設計入門
通りすがり 「中日電工さんから74シリーズを使った8080自作キットが出てる。」 (2010/12/02 23:37)
かってぃ 「情報ありがとうございます。拝見しましたが、これはなかなか面白そうですね。ちょっと高いですが挑戦したくなりました。」 (2010/12/07 15:49)

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