大神手工自制CPU的過程

CPU怎么識別我們寫的代碼？

為了深入理解這個問題，大神耗時整整半年，“逐點”焊接，自制了一個CPU，杰作如下圖所示。

據大神介紹，他主要采用了如下3個原材料：

二極管、三極管和電阻。

用一堆開關做成一個CPU？

下文介紹下大神自制CPU的過程。

寄存器

通常來講，CPU的結構可以大致分為運算邏輯部件、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。

大神設計了一個6位的移位寄存器，樣子如下圖，是不是跟想象中的不一樣？

它的作用不僅能是用來存儲，還能在時鐘信號的控制下，將數據進行進行逐次右移或左移。

程序計數器

大神處理的第二個結構，是程序計數器（PC）。

它作用簡單來說，就是記錄程序運行的位置。而這也是整個項目下來最耗時、最復雜的部分，花了整整3個月之久。

程序計數器涉及的功能那可就多了。像最基本的就是挨個字節讀完指令后，計數要自動+1；而CPU重啟之后，計數便會清零。

而且在不同的條件之下，還要能實現直接跳轉、調用函數、函數返回等功能。

功夫不負有心人，在經歷3個月令人頭禿的時光之后，最復雜的模塊還是被他搞定了。上電測試也沒有問題。

ROM和RAM

硬盤（ROM）和內存（RAM）是CPU外，比較龐大兩個部分。大神用上了比較容易操作的HM628512芯片來做ROM和RAM，如下圖分別是HM芯片（上）、RAM（中）和ROM（下）：

將ROM和RAM組裝上去，現在CPU的基礎模塊已經基本完成了。

指令譯碼器

接下來就是打造指令譯碼器。

它主要是用于把傳到這里的CPU指令，進行解析運行：

再把做加減乘除的運算器（ALU）加上去：

最后還得再焊一個通用緩存上去，這個全部由三極管、二極管和電阻焊接而成的CPU就完成了！看到這密密麻麻的元件，工程量的浩大就不用多說。

二進制編碼

因為這個CPU的指令集和架構都是自主研發的，所以沒有適配的編程語言。

那怎么能讓它跑起來呢？

純手寫最原始代碼——二進制編程！

之后竟然就開啟了上古編程模式——“扣”程序：

一切準備工作就緒。接下來，便是見證奇跡的時刻。

上電測試

最開始，程序的運行并不是一帆風順。即便大神重啟了幾次，跑馬燈的效果偶爾還是出現問題。于是，大神重新編程，一切修改完畢，重新“扣”程序，啟動！這一次，就沒有任何的異常了。

審核編輯：湯梓紅。