বেশিরভাগ এএলইউ কীভাবে নির্মিত হয় এবং 'নিজের তৈরি করা' কী সম্ভব?

Question

আমি সত্যিই খুব নিম্ন স্তরের কম্পিউটার সম্পর্কে জানার চেষ্টা করছি। আমি প্রচুর হোমব্রিউ পৃষ্ঠাগুলি দেখছি এবং এটি গ্রহণ করার মতো অনেক কিছুই আছে college আমি কলেজে ইলেকট্রনিক ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের ক্লাস নিয়েছিলাম, তবে আমরা সত্যই এই বিষয়ে উচ্চতর গভীরতায় যাইনি (এটি কম্পিউটার বিজ্ঞান ছিল, তাই বেশিরভাগ) এটি আসলে অ্যালগরিদম এবং এই জাতীয় ছিল)।

যাইহোক, কীভাবে / বেশিরভাগ ALU গুলি নির্মিত হয়েছিল? আমি বুঝতে পারি এটি কোনও কম্পিউটারের একমাত্র অংশ নয়, তবে এটি একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ।

এবং আপনি কি কেবল যুক্তি গেটগুলি (শেখার উদ্দেশ্যে) ব্যবহার করে নিজের নিজস্ব ALU তৈরি করতে পারেন? আমি বুঝতে পারি এটি সম্ভবত আরও জ্ঞানবানদের কাছে বোকা মনে হয়, তবে আমি কেবল বোঝার চেষ্টা করছি। (মুরগি, এমনকি একটি সাধারণ সংযোজন একটি ঝরঝরে প্রকল্প হবে)) যদি তা হয় তবে কীভাবে এটি করা হত? কোন হার্ডওয়্যার উদাহরণ আছে? (আমি গুগলের আশেপাশে দেখেছি, তবে আমি ধরণের ধাপে ধাপে গাইড বিষয়গুলির ব্যাখ্যা করার মতো কিছু খুঁজে পাচ্ছি না)।

Comments

আপনি এই আগ্রহী হতে পারে ।

— ডিন

সিপিইউ চিপ দলের ভিতরে থেকে কথা বলা, আপনি যদি কম্পিউটার এবং সিপিইউ আর্কিটেকচারে আগ্রহী হন তবে ক্যানোনিকাল বইগুলি হ'ল "কম্পিউটার সংস্থা এবং নকশা: হার্ডওয়্যার / সফটওয়্যার ইন্টারফেস" এর পরে "কম্পিউটার আর্কিটেকচার: একটি কোয়ান্টেটিভ অ্যাপ্রোচ"। এগুলিকে যথাক্রমে "প্যাটারসন এবং হেনেসি" এবং "হেনেসি এবং প্যাটারসন" হিসাবে উল্লেখ করা হয়।

— রস রজার্স

@ ডিয়ান - হ্যাঁ, কালার কোডেড তারগুলি সিসিগুলির জন্য! :-)

— স্টিভেন্ভ

1994 সালে ইউটি অস্টিনে আমাদের EE360M এর সেমিস্টার প্রকল্পটি ছিল XC3000-কিছু সহ একটি Xilinx ডেমো বোর্ডে একটি স্ট্যাক-ভিত্তিক 4-বিট ALU প্রয়োগ করা হয়েছিল, এটি একটি 16-স্তরের স্ট্যাক হিসাবে ব্যবহৃত হয়েছিল যা তার শীর্ষ মানটি একটি LED 7-বিভাগের প্রদর্শনে নিয়ে যায় , এবং একটি এক্সসি 4000- এমন কিছু যা আসল ALU ছিল। ডিআইপি সুইচে আপনার ইনপুট এবং ক্রিয়াকলাপটি সেট করুন, একটি বোতাম টিপুন এবং সেখানে যান you এক্সসি 4 কে এর বেশিরভাগ ফ্রিকোয়েন্সি সহ k৩ কেজি হার্জ থেকে ৮ মেগাহার্টজ পর্যন্ত অভ্যন্তরীণ অসিলেটর ছিল এবং আমাদের গ্রেড আংশিকভাবে আমাদের ডিজাইনটি যেতে পারে এবং এখনও কাজ করতে পারে তার উপর ভিত্তি করে ছিল।

— মাইক ডিসিমোন

@ শুভম: একবার আমি দেখেছি যে আমি জানি যে আমার কাছে মাইনক্রাফ্ট থেকে দূরে থাকা দরকার ... আমি আর কিছুই করবো না ... ও

— মাইক ডিসিমোন

Answer 1

আপনি এগুলি বেসিক লজিক গেটগুলি থেকে সম্পূর্ণরূপে তৈরি করতে পারেন এবং ফলাফলটি একটি দুর্দান্ত শিল্পের টুকরো :-) হয়ে উঠবে ।

Xx৪ এক্সএক্স যৌক্তিক সিরিজেও একটি L৪ টি এলএস ১৮১১ রয়েছে , একটি 4-বিট স্লাইস ALU , যা জিনিসগুলিকে খুব সহজ করে তোলে l বিট স্লাইস ALU গুলি আরও জটিল ALU তৈরি করতে ব্যবহৃত হত (পড়ুন: দীর্ঘ শব্দের দৈর্ঘ্য), তবে নতুন প্রযুক্তিগুলি এই ধরণের আইসিগুলি অচল করে দিয়েছে।
দ্রষ্টব্য: টিটিএল (74XX) হ'ল যুক্তি গেটগুলির জন্য ব্যবহৃত একটি প্রযুক্তি। কদাচিৎ আর ব্যবহার করা হয়। এটির পরে লো-পাওয়ার শোটকি: L৪ এলএসএক্সএক্স, কঠোরভাবে টিটিএল হিসাবেও কথা বলছিল speaking আজকাল কয়েক ডজন যুক্তিবাদী পরিবার রয়েছে যা সমস্ত হাই-স্পিড সিএমওএস (H৪ এইচসিএক্সএক্সএক্স, H৪ এইচ টি এক্সএক্সএক্স, ৪৪ এএক্সএক্সএক্স, ...) এর উপর ভিত্তি করে রয়েছে

এই দিনগুলিতে একটি ALU তৈরির সঠিক উপায় হ'ল এটি কোনও সিপিএলডি বা কোনও এফপিজিএতে করা । এটি আপনাকে প্রচুর গেট দেয় এবং আপনি যুক্তি গেটগুলির সাহায্যে কীভাবে সংযোগগুলি তৈরি করবেন তা নির্ধারণের চেষ্টা করার চেয়ে আপনি এইচডিএল (হার্ডওয়্যার বর্ণন ভাষা) ALU ডিজাইনের জন্য ব্যবহার করেন তা অনেক সহজ এবং ত্রুটি-ঝুঁকির চেয়ে কম । ভিএইচডিএল এবং ভেরিলোগ হ'ল দিনের এইচডিএল।

একটি ALU তৈরির বিকল্প পদ্ধতি (যদিও লজিক গেটগুলি ব্যবহার না করা), এটি একক সমান্তরাল EEPROM / ফ্ল্যাশ হবে । আপনি ইনপুট এ এবং বি এবং অপারেশনটিকে ইনপুট (ঠিকানা) হিসাবে ব্যবহার করেন এবং আউটপুট (ডেটা) হিসাবে অপারেশনের ফলাফল পান। আপনাকে যা করতে হবে তা হ'ল রমের বিষয়বস্তু সংকলন করতে হবে, যার অর্থ আপনাকে প্রতিটি ঠিকানায় লিখতে হবে অপারেশনের ফলাফলটি কীভাবে সম্পর্কিত ইনপুট এ, বি এবং অপারেশনের জন্য হবে। আপনি খুঁজে পেতে পারেন এমন বৃহত্তম রম আকারের মাধ্যমে শব্দের আকার সীমাবদ্ধ থাকবে।

Answer 2

আপনি আপনার নিজের ALU তৈরি করতে পারেন, তবে এমনকি বিযুক্ত টিটিএল চিপযুক্ত পুরানো কম্পিউটারগুলি এর জন্য কিছু সংহতকরণ ব্যবহার করেছে। উদাহরণস্বরূপ, 74x181 চিপটি দেখুন। এটি একটি এএলইউর 4 বিট স্লাইস, এবং প্রতিটি 4 বিটের জন্য এই চিপগুলির একটি ব্যবহার করে সম্পূর্ণ টিএলএল কম্পিউটারে সম্পূর্ণ ALU প্রয়োগ করতে ব্যবহৃত হয়েছিল।

Comments

অজ্ঞান শোনার জন্য দুঃখিত, তবে টিটিএল চিপগুলি লজিক গেটগুলি থেকে কীভাবে আলাদা? এবং টিটিএল লজিক গেটগুলির আগে বা পরে ব্যবহার করা হয়েছিল? বা এগুলি লজিক গেটগুলি থেকে তৈরি: বিভ্রান্ত:

@ সাওরন - আমি আমার উত্তরে যুক্তিবাদী পরিবারগুলিতে একটি নোট যুক্ত করেছি

— স্টিভেনভ

Answer 3

আমি প্রথমে এইচডিএল জগতে শুরু করব। কিছু ভেরিলোগ লিখুন, এটি অনুকরণ করতে ভেরিলেটর বা আইক্রাস ভেরিলোগ ব্যবহার করুন। কোডটি এমনভাবে লিখুন যাতে এটি পৃথক এবং, এবং, এবং গেটগুলির সাথে সাদৃশ্যযুক্ত থাকে, তবে যদি এতটা প্রবণতা থাকে তবে কিছু xx৪ টি এমএক্স সিরিজের অংশগুলি (পুনর্ব্যবহৃত?) এবং ব্রেডবোর্ডের কোনও সন্ধান করুন। বা, এখানে অনেকগুলি $ 50 প্লাস বা মাইনাস সিপিএলডি এবং এফপিজিএ বোর্ড থাকতে পারে এবং আপনি বাইরে থেকে কোনও ধরণের ইন্টারফেস নিয়ে আসছেন তাদের মধ্যে একটির মধ্যে আলু রাখতে পারেন যে এটি কাজ করছে কিনা তা দেখতে। আমি যুক্তি দিয়ে বলব যে এইচডিএল শিক্ষাটি আপনি অ্যাডারের মূল বিষয়গুলি ইত্যাদি শিখেন এবং ইনপুট এবং আউটপুট এবং ক্রিয়াকলাপকে মিক্স করে। তবে আপনি এটি হার্ডওয়ারে নিয়ে যাওয়ার আগে পরিবেশটি সহজেই ব্যবহার এবং দেখতে পারেন। লোকেরা আজ কীভাবে এটি করে তার মতো, নকশাকরণ এবং অনুকরণ করে তখন মোতায়েন করা।

Comments

একেবারে। প্রথমে অনুকরণ করুন। তারপরে আপনার যদি হার্ডওয়্যার থাকতে হয় তবে একটি এফপিজিএ সবচেয়ে ব্যবহারিক। এই কমপ্লেক্সের কোনও কিছুর জন্য 74XX টিটিএল ওয়্যারিং করা একটি বিশাল প্রকল্প হবে যা কোনও ডিজাইন সত্যিই চিন্তা না করা অবধি মোকাবেলা করা উচিত নয়।

— ক্রিস স্ট্রাটন

Answer 4

বইগুলির জন্য আমি অবশ্যই "প্যাটারসন এবং হেনেসি" বইয়ের দ্বিতীয় স্থানে রয়েছি (আইআইআরসি রয়েছে 3 টি, 3 সংস্করণ হিসাবে ছদ্মবেশী, তবে বাস্তবে সম্পূর্ণ ভিন্ন বই serious আপনি যদি গুরুতর হন তবে সেগুলি সব পান))

আপনি যদি বেসিক ALU বা এমনকি সিপিইউ ডিজাইনে নিজের পথটি পরীক্ষা করতে চান: লজিক সিমুলেটর দিয়ে পরীক্ষা শুরু করুন। আমরা আমাদের ক্লাসগুলির জন্য ডিজিটাল ওয়ার্ক ব্যবহার করেছি, তবে আমি এটির প্রস্তাব দেব না। লোগিসিম ( http://sourceforge.net/projects/circuit/ ) আশাব্যঞ্জক মনে হচ্ছে। আপনার যা আয়ত্ত করতে হবে তা লেয়ারিং হ'ল: গেট থেকে সম্পূর্ণ অ্যাডার, একটি নির্বাচক এবং একটি প্রান্ত-ট্রিগারযুক্ত ফ্লিপ ফ্লপের মতো বেসিক ব্লকগুলি তৈরি করুন, তারপরে এই বিল্ডিং ব্লকগুলি থেকে রেজিস্ট্রারগুলি, এএলইউ তৈরি করুন, সিপিইউ পর্যন্ত সমস্ত উপায় স্মৃতির সাথে এটি সত্যই সত্য নয় যে আসুন আমরা পিআইসি (14-বিট কোর) সিপিইউর সমতুল্য বলি, একগুচ্ছ এলইডি সংযুক্ত করে একটি কিট প্রদর্শন প্রদর্শনের জন্য এটি প্রোগ্রাম করি program

এর পরে এটি 32-বিট কোর, এটিতে জিসিসি বন্দর করা মজাদার হবে, এফপিজিএতে উপলব্ধি করতে এবং এটিতে লিনাক্স চালানো। তবে আপনি প্রথম হবেন না ...

Answer 5

এটি মোটেই বোকা প্রশ্ন নয়। উইকিপিডিয়া পৃষ্ঠা শো 2-বিট ALU এমন একটি গেট-স্তরের বর্তনী। ALU আইসিগুলি সাধারণত 'স্লাইস'-এ পাওয়া যায় - সাধারণত 4-বিট, যা আপনি বড় বাসের প্রস্থগুলি পেতে ক্যাসকেড করতে পারেন ( বিট-স্লাইসিং দেখুন )।

উপাত্তপত্র টেক্সাস 74181 4-bitslice ALU জন্য একটি গেট স্তর পরিকল্পিত হয়েছে।

Answer 6

সিপিইউগুলির গল্প হ'ল প্যাকেজ প্রতি উপাদান ক্রমবর্ধমান।

প্রথম দিকের সিপিইউ সর্বদা কয়েকটি রিলে বা ভ্যাকুয়াম টিউব থেকে তৈরি সিরিয়াল ALU ব্যবহার করত। এই traditionতিহ্যটিকে অগ্রাহ্য করার জন্য প্রথমটি ছিল 1947 সালের ঘূর্ণি।

প্রাচীনতম ট্রানজিস্টরাইজড সিপিইউগুলি পৃথক ট্রানজিস্টর থেকে সবকিছু তৈরি করেছিল built

অ্যাপোলো গাইডেন্স কম্পিউটার (এজিএম), সম্ভবত প্রথম সংহত সার্কিট থেকে তৈরি কম্পিউটার, মেমরির বাইরে কেবল এক ধরণের আইসি ব্যবহার করেছিল: 3-ইনপুট নওর গেটস। এএলইউ এবং সিপিইউর প্রতিটি অংশ পুরোপুরি বিপুল সংখ্যক এনওআর গেট আইসি থেকে তৈরি হয়েছিল। (আরও দ্রুত) ক্রে 1 কেবল মেমরির বাইরে এক ধরণের আইসি ব্যবহার করেছিল: অন্য ধরণের এনওআর গেট।

যেহেতু লোকেরা কীভাবে একটি চিপে আরও ট্রানজিস্টর ক্র্যাম করতে পারে তা বুঝতে পেরে, পরে সিপিইউ একটি আএলইউ বাস্তবায়নের জন্য (তুলনামূলকভাবে) কম চিপ ব্যবহার করে।

এনওআর বাস্তবায়নের চেয়ে অনেক কম চিপ ব্যবহার করে একটি এএলইউ সম্পূর্ণরূপে মাল্টিপ্লেক্সার ( "মাল্টিপ্লেক্সারস: লজিক ডিজাইনের কৌশলগত নুকে" ) থেকে তৈরি করা যেতে পারে ।

ডিয়েটার মোলার একটি 8-বিট ALU ডিজাইন পোস্ট করেছেন যাতে দুটি 74181 চিপের চেয়ে বেশি কার্যকারিতা রয়েছে - 74181 ডান স্থানান্তর করতে পারে না - এমনকি আরও কম চিপস থেকে তৈরি: 14 টি টিটিএল চিপস: দুটি 74283 4-বিট অ্যাড্রেস, কিছু 4: 1 mux, এবং কিছু 2: 1 mux।

অনেক historতিহাসিকভাবে গুরুত্বপূর্ণ বাণিজ্যিক কম্পিউটারগুলির মতো, অনেক হোম-ব্রিউ সিপিইউ 74181 এর কিছু সংস্করণ ব্যবহার করে, যা একটি একক চিপে প্রথম "সম্পূর্ণ" ALU হয়।

এই সিপিইউগুলির মধ্যে বেশ কয়েকটি কয়েকটি 74181 চিপ এবং কয়েকটি 74182 চিপগুলির মধ্যে একটি 8-বিট ALU বা একটি 16-বিট (বা উভয়) তৈরি করেছে - প্রতিটি 74181 কেবল 4-বিট-প্রশস্ত অপারেশন পরিচালনা করে। হোমব্রাব্য মেশিনগুলি সাধারণত সহজতম জিনিসটি ব্যবহার করে যা কাজ করবে - একটি 74৪৮১১ খাওয়ানো একের পরেরের ক্যারি-ইন খাওয়ানো, একটি রিপল-ক্যারি সংযোজনকারী গঠন করে। Machines৪১৮১ চিপ ব্যবহার করা বাণিজ্যিক মেশিনগুলি সাধারণত 742১৪২ এর চেয়ে বেশি এগিয়ে জেনারেটর ব্যবহার করে সংযোজন এবং বিয়োগফলকে দ্রুততর করে তোলে।

বর্তমানে বেশিরভাগ এএলইউ কিছু চিপের ভিতরে লুকিয়ে রয়েছে - সিপিইউর একটি ছোট অংশ, অন্য কোনও ধরণের এএসআইসি, বা সিপিএলডি বা এফপিজিএ।

এমনকি "সিঙ্গল-চিপ কম্পিউটারগুলি" পাওয়া যাওয়ার পরেও মাঝে মধ্যে কেউ একটি জিএএল এর বাইরে একটি 74181- সামঞ্জস্যপূর্ণ ALU তৈরি করতে পারে , বা শেখার উদ্দেশ্যে শুধুমাত্র সরল লজিক গেটস, এমনকি স্বতন্ত্র ট্রানজিস্টর বা রিলে ব্যবহার করে একটি ALU তৈরি করে।

লোকেরা এটি করেছে, সুতরাং এটি অবশ্যই সম্ভব।

ALU ডিজাইন এবং বাস্তবায়নের ব্যাখ্যা দিয়ে একটি ধাপে ধাপে গাইড সত্যিই ভাল ধারণা বলে মনে হচ্ছে। মাইক্রোপ্রসেস ডিজাইন উইকিবুক, সম্ভবত "ALU" বা "তারে মোড়ানো" বিভাগগুলিতে আমাদের একটি লিখতে সহায়তা করুন ।

Answer 7

নিসান এবং শকেন দ্বারা আপনার কম্পিউটারের সিস্টেমের উপাদানগুলি অনুসন্ধান করা উচিত ।

Answer 8

.তিহাসিকভাবে, কিছু ALU কাজ বিচক্ষণতার সাথে হয়েছিল (হ্যাঁ, ট্রানজিস্টর এবং এ জাতীয়), এবং কিছু দরজা দিয়ে, এবং 4-বিট 'স্লাইস' চিপস সহ অনেক কিছুই ছিল (টিআইয়ের এসএন 74181 একটি প্রথম দিকের ছিল, এবং ফেয়ারচাইল্ড 29 এফ 01 এর দিন ছিল)।
তবে আজ, এটি গেট-অ্যারে বা পিএলএ লজিকের বিবরণ ভাষায় লজিক সমীকরণ তৈরি করার বিষয়। বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ প্রি-বিল্ট মডিউলগুলি রয়েছে যেগুলি আপনার নকশায় যে কোনও বেছে নেওয়া ছোট যুক্তিযুক্ত ইউনিটকে চাপিয়ে দেবে, এটি কেবল 'আইপি' (বৌদ্ধিক সম্পত্তি) লাইসেন্স দেওয়ার জন্য পয়সা লাগে।

Comments

যখন প্রতিরোধকগুলি প্রতিরোধকের তুলনায় সস্তা ছিল, তখন অনেকগুলি কৌশল ছিল যা খুব কম ট্রানজিস্টর গণনা সহ (যেমন মঞ্চে দুটি ট্রানজিস্টর ব্যবহার করে একটি পূর্ণ সংযোজনকারী) আএলইউ নির্মাণের অনুমতি দিতে পারে। এই জাতীয় সার্কিটগুলি ক্ষুধার্ত এবং ভয়াবহভাবে দ্রুত নয়, তবে যখন ট্রানজিস্টরগুলি ব্যয়বহুল হত তখন তারা যথেষ্ট পরিমাণে খরচ বাঁচাতে পারে।

— সুপারক্যাট