2015.7.30
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トランジスタでCPUをつくろう!
トランジスタで8080をつくってしまおうというまさにびっくり仰天、狂気のプロジェクトです!
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見事にできましたら、もちろんTK−80モニタを乗せて、それからBASIC、CP/Mを走らせましょう!
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[第105回]


●トランジスタ版ALU回路

前回はトランジスタ数を削減して、さらにBS250を2SA1015に置き換えた、トランジスタ版XOR回路をジャノ目基板に組んで正常動作することを確認しました。
それでトランジスタを削減した回路が正しく動作することは確認できたのですけれど、それはXOR回路部分に限っての話です。
もともとそのXOR回路はFULL ADDER回路の一部に過ぎません。
XOR回路を2段重ねにすることでFULL ADDER回路になり、さらにそれを8ビット分、つまり8回路分そろえて、やっと8ビットのADDER回路になります。
FULL ADDER回路はXORだけではなくて、ちょっと工夫すればAND、OR、NOT回路ともなりますから、そこまでできれば立派なALU(Arithmetic Logic Unit)回路です。

ということでいよいよALU回路の構築にとりかかりました。
とりあえず1ビット分の回路と、その周辺の回路について回路図を描いてみたのですけれど、これはまた大変な回路になってしまいそうです。


図の左側部分は出力ラインに、NOT、AND、OR、XOR、ADDの結果を選択出力させるための仕組みで、これは8ビットの全てに対してこの1回路のみで働きます。
図の右側部分はALUを構成する1ビット分の回路です。
8ビットALUではこの部分を8回路分用意しなければなりません。
前回までの工夫によってトランジスタの数は削減したのですが、それでも8ビットALU回路全体では274個のトランジスタが必要です。

そもそもこの回路図全体としての回路が正しく働くのかどうかということについては全く未確認です。
この一部分のXOR回路についてはジャノ目基板に組んで動作確認をしましたが、これだけの全体回路をジャノ目基板に組んで動作テストをするとなりますと。
うーん。
ちょいとたまらんなあ、という感じです。

どうせそれだけの手間をかけるのならば。
いっそのこといきなり基板をおこしてしまって、それで確認したほうがよいかもしれません。

その前に。
まずはBS250を2SA1015に置き換えた回路図を描かなければいけません。
基板化するのは、それからです。
ただでさえHOTな夏なのに、いやがうえにも暑い夏になってしまいそうです。
うーん。
たまらん!

トランジスタでCPUをつくろう![第105回]
2015.7.30upload

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