Seriál Navrhujeme a vyrábíme vlastní CPU

S pomocí vývojových nástrojů z minulého dílu můžeme naplno začít programovat svůj počítač MB50. Napíšeme první jednoduchý program, systémovou knihovnu a několik demonstračních programů.

Máme dokončený hardware počítače MB5016 a nyní si ukážeme, jak ho můžeme začít programovat. K tomu účelu si vytvoříme dva základní vývojové nástroje – debugger a assembler.

Z předchozích dílů máme připravený procesor MB5016 ve formě VHDL entity. Nyní přidáme další potřebné komponenty (paměť, řadiče periferií a ladicí rozhraní) a postavíme celý počítač.

Co se děje v procesoru, když vykonává strojový kód? Jak se načítají, dekódují a provádějí jednotlivé instrukce? Jak procesor přistupuje k paměti? Co se stane, když přijde přerušení?

V dnešním článku dokončíme návrh ISA procesoru MB5016. Popíšeme si jednotlivé skupiny instrukcí budeme se zabývat obsluhou přerušení a výjimek, včetně příslušných registrů a instrukcí.

Dnešní díl série o cestě k vlastnímu procesoru věnujeme návrhu ISA, tedy tomu, jak bude CPU vypadat z pohledu programátora v assembleru, kolik bude mít registrů, a jak budou vypadat instrukce.

V tomto článku začneme jednoduchými obvody, postavíme digitální budík a nakonec připravíme periferní zařízení pro náš budoucí počítač: VGA výstup, vstup z klávesnice PS/2 a sériový port.

První díl seriálu, ve kterém si ukážeme, jak navrhnout a implementovat procesor a použít ho v počítači postaveném pomocí FPGA. Začneme odpovědí na otázku, proč něco takového vůbec dělat.