大神手工自制CPU的过程

    CPU怎么识别我们写的代码？

    为了深入理解这个问题，大神耗时整整半年，“逐点”焊接，自制了一个CPU，杰作如下图所示。

    据大神介绍，他主要采用了如下3个原材料：

二极管、三极管和电阻。   

    用一堆开关做成一个CPU？

    下文介绍下大神自制CPU的过程。

寄存器

    通常来讲，CPU的结构可以大致分为运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件等。

而他最先“下手”的，就是CPU的寄存器部分。

    大神设计了一个6位的移位寄存器，样子如下图，是不是跟想象中的不一样？

    它的作用不仅能是用来存储，还能在时钟信号的控制下，将数据进行进行逐次右移或左移。

程序计数器

    大神处理的第二个结构，是程序计数器 （PC）。

    它作用简单来说，就是记录程序运行的位置。而这也是整个项目下来最耗时、最复杂的部分，花了整整3个月之久。

    程序计数器涉及的功能那可就多了。像最基本的就是挨个字节读完指令后，计数要自动+1；而CPU重启之后，计数便会清零。

    而且在不同的条件之下，还要能实现直接跳转、调用函数、函数返回等功能。

    功夫不负有心人，在经历3个月令人头秃的时光之后，最复杂的模块还是被他搞定了。上电测试也没有问题。

ROM和RAM

    硬盘（ROM）和内存（RAM）是CPU外，比较庞大两个部分。大神用上了比较容易操作的HM628512芯片来做ROM和RAM，如下图分别是HM芯片（上）、RAM（中）和ROM（下）：

    将ROM和RAM组装上去，现在CPU的基础模块已经基本完成了。

指令译码器

    接下来就是打造指令译码器。

    它主要是用于把传到这里的CPU指令，进行解析运行：

    再把做加减乘除的运算器（ALU）加上去：

    最后还得再焊一个通用缓存上去，这个全部由三极管、二极管和电阻焊接而成的CPU就完成了！看到这密密麻麻的元件，工程量的浩大就不用多说。

二进制编码

    因为这个CPU的指令集和架构都是自主研发的，所以没有适配的编程语言。

    那怎么能让它跑起来呢？

纯手写最原始代码——二进制编程！

    之后竟然就开启了上古编程模式——“扣”程序：

    一切准备工作就绪。接下来，便是见证奇迹的时刻。

上电测试

    最开始，程序的运行并不是一帆风顺。即便大神重启了几次，跑马灯的效果偶尔还是出现问题。于是，大神重新编程，一切修改完毕，重新“扣”程序，启动！这一次，就没有任何的异常了。

　　审核编辑：汤梓红。