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BrainfuckCPU デコーダー基板

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 CPUにはデータの流れを制御するデコーダがあります。 データそのものはフリップフロップと加算器を周回することで処理していきますが、どのデータをどこから移し、減算するのか加算するのかをプログラムに従って制御信号を各部に送出するための機能ブロックがデコーダーです。 Logisim-evolutionでの構築結果から、このCPUでのデコーダーはROMからの3bitとプログラム方向判定、データゼロ判定、カッコ判定、カッコ深さ、入出力を用意しました。 実際のハード実装では、入力bitと入力反転bitに対しダイオードNANDを構成し、更にORでまとめることで実現を考えています。 ここで各部の制御のタイミングを設計しておきたいところなのですが、実際のRAMのWE,OEのタイミングやDFFのエッジタイミングなどが不明確なことが多いため決め切ってしまうと後で改修が難しいのではないかと思いました。 そこで考えたのが960個ジャンパーを用いたデコーダーです。 これならどんなものが来ても対応できますね! 14bit入力、17bit出力。DTC114で反転バッファとしています。 PLDかFPGAで組めばいいのでは?見た目綺麗だからいいじゃないですか・・・。

BrainfuckCPU ロジック部品実装

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 年末にelecrowに注文していました基板が届きました。 実装を楽にするためにロジック基板はステンシルを同時に注文しました。クリームはんだで一気に実装できます。 基板をテープで位置決めし、ステンシルと半田パターンが合うように正確に合わせます。 クリームはんだを置きます。結構固いです。 その後固めのへらで強めに押し付けながらステンシルの穴に伸ばします。ステンシルと基板の隙間ができると不要な場所に入り込んでしまうので、一方向から行います。 その後トランジスタをピンセットで実装します。置くだけなので簡単ですが、トランジスタが密なので隣にピンセットが当たって動いてしまうことがよくありました。ほぼ乗っているだけなので触ったらすぐ動きます。 しかしながら、トランジスタが足りなくなってしまいました。DTA114は山のようにあるのですが、DTC114は100個に一個くらいしかなく実装していくうちに枯渇してしまいました。 3枚クリームはんだを塗ったのですがこれでは乾燥してしまってよくありません。仕方ないのでできる限り実装してリフローをしてしまい、DTC114を購入したら手はんだですることにしました。 実装したら、基板をホットプレートに置いてはんだを溶かします。 これで一枚の基板でのロジックができました。