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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Prozessor basteln!


Autor: mr.chip (Gast)
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Hallo

Wir haben hier kürzlich ne grössere Menge nicht benötigter Logik-ICs 
entdeckt, daraus soll nun ein kleiner Prozessor gebaut werden.

Ein paar Gedanken hab ich mir schon gemacht: Es ist relativ einfach, ein 
Design für einen irgendwie funktionierenden Prozessor zu entwerfen, aber 
um ein wirklich schlaues Design zu finden, braucht es einiges mehr.

Wäre cool, wenn wir hier ein paar Erfahrungen austauschen könnten. 
Besonders interessieren mich (derzeit) folgende Fragen:

- Welche Befehle muss so ein Ding können? (Da steckt ja wieder eine 
ganze Theorie dahinter, was es für ein Turing-komplettes Design braucht 
und welche Befehle aus welchen anderen gebildet werden können.)
- Welche simplen Prozessordesigns sollte man sich mal anschauen, um 
etwas für das eigene Projekt zu lernen? (Insbesondere 
Eigenbauprozessoren interessieren da natürlich besonders!)
- Gibt es eventuell schon ein einfach implementierbares Design, so dass 
man bestehende Programme und Entwicklungstools übernehmen könnte?

Gruss

Michael

Autor: Dieter R. (drei)
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PDP-8

Die Mutter aller Mikroprozessoren, oder so ähnlich. War in einzelnen 
Logik-ICs aufgebaut allerdings geschätzt einen Quadratmeter groß, alle 
Bretter zusammengelegt.

Autor: mr.chip (Gast)
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> geschätzt einen Quadratmeter groß

Egal. ICs, Lötkolben und Spinner sind vermutlich in genügender Zahl 
vorhanden, um sowas aufzubauen :-)

Autor: boerge (Gast)
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schau mal dort: http://www.mycpu.eu/

Autor: Dieter R. (drei)
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Ihr könnt euch ja mal LANGSAM an das Thema heranarbeiten.

Hier http://www.bernhard-baehr.de/pdp8e/pdp8e.html

gibt es einen PDP-8-Emulator. Läuft auf einem Macintosh.

Autor: 2920 (Gast)
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Fuer erweiterte Flexibilitaet sollte der Prozessor seinen Code 
veraendern koennen.

Autor: mr.chip (Gast)
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> Fuer erweiterte Flexibilitaet sollte der Prozessor seinen Code
> veraendern koennen.

Wird er können. Für einen Eigenbau-Prozessor drängt sich praktisch ein 
Design nach CISC-Philosophie auf: Es gibt einen zentralen Bus, woran die 
einzelnen Baugruppen (Register, ALU, Speicherschnittstelle, ...) 
angeschlossen sind. In einem paralellen EEPROM wird dann für jeden 
Befehl eine Sequenz abgelegt, welche Baugruppen der Reihe nach 
anzusteuern sind (z.B. Register 1 auf Bus schreiben -> Buswert in ALU 
übernehmen -> ALU-Resultat in Register 2 speichern). Je nach 
Programmierung des EEPROMs liegt somit ein recht mächtiger und flexibler 
Befehlssatz drin, Nachteil ist natürlich die langsame Ausführung. Aber 
eine feste Verdrahtung im RISC-Stil liegt einfach nicht drin. Für obiges 
Beispiel bräuchte man dann eine direkte Linie, um das Signal von 
Register 1 via ALU in Register 2 zu routen.

Autor: Gast (Gast)
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RL (Rekonfiguierbare Logik), und dieses während der Laufzeit ist alles, 
aber
nicht einfach (Interrupts while RL Reconfiguration).
Und eine CPU würde ich mit einem FPGA nachbilden.

Autor: Michael G. (linuxgeek) Benutzerseite
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mr.chip wrote:
> Hallo
>
> Wir haben hier kürzlich ne grössere Menge nicht benötigter Logik-ICs
> entdeckt, daraus soll nun ein kleiner Prozessor gebaut werden.

Meine Guete... auf Ideen kommen manche Leute. Zuviel Zeit?

Greets,
Michael

Autor: mr.chip (Gast)
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> Zuviel Zeit?

Studenten halt :-)

Nee, im Ernst:

1. Ist es sehr lehrreich, weil man sich eben schon einige Gedanken in 
Sachen Digitaltechnik und Computerdesign machen muss.
2. Ist sowas schon mit vernünftigem Aufwand gebaut zu bekommen, wenn man 
es nicht ganz alleine macht.
3. Sind die meisten Hobby-Elektronikprojekte ja sowieso nicht so richtig 
sinnvoll :-)



> RL (Rekonfiguierbare Logik), und dieses während der Laufzeit ist alles,
> aber nicht einfach (Interrupts while RL Reconfiguration).

Na gut...wir wollen es mal nicht übertreiben :-)

Autor: Läubi .. (laeubi) Benutzerseite
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Wir haben sowas im Hardwarepraktikum mal gemacht (allerdings nur 
virtuell im Simulationsprogramm) selbst bei ner 4bit CPU die nicht 
"viel" kann ist das schon recht aufwändig. Und sooo spaßig isses auch 
nicht ;)

Autor: Andreas (Gast)
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Hallo,

vergiß die ICs und schau Dir mal FPGAs bzw. VHDL an.
Man kann das Design jeden Tag ändern
und alles bereits im Simulator testen.

Andreas

Autor: lontano (Gast)
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warum aus Schrott Schrott machen ?
oder bist du Nostalgiker?
Investitionen nur um echt nen Schritt voran zu kommen!
Angst vor der Zukunft?

Autor: Gerd Vg (gerald)
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Ich finde die Idde zum Bau von einem MC nicht schlecht.
Man kann dabei eine Menge lernen.
Es gibt hier wohl wenige, die genau wissen was in so einem Prozessorkern 
eigentlich abläuft.
Ob das Projekt sinnvoll erscheint? Darüber kann man streiten.
Ich würde z.B. niemals auf die Idee kommen einen MP3-Player zu basteln.
Kaufen ist da für mich persönlich sinnvoller.
Beruflich musste ich in den 70/80er Jahren porozessgesteuerte Prüfgeräte 
entwickeln.
Mein erstes Microcontroller-Prüfgerät kam mit 16 Befehlen aus.
Das Programm war auf einer Lochkarte mit 80 Zeilen gespeichert, damit 
musste ich einfach auskommen.
Die Aufgabe war einfach: an einem Plattenspeicher für Grossrechenanlagen 
sollten "nur" die Schreib-Leseköpfe justiert werden.
Zur Verfügung hatten wir damals sehr einfache TTL-Bausteine, wie Gatter, 
Zähler und FF.

Das nächste Gerät war dann schon grösser, nämlich ein 19"-Schrank 
vollgestopft mit Eurokarten.
Dies Maschine kannte dann schon 256 Befehle.
Der Stromverbrauch war damals mit Normal-TTL auch ordentlich, nämlich so 
um die 50A bei 5V.

Froh waren wir dann, als endlich der erste MC auf den Markt kam, der 
8080 von Intel.
Da ging es uns als Entwickler richtig gut!

Autor: Robin Tönniges (rotoe) Benutzerseite
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Dieses Ding wollte ich mir schon sehr oft bauen. Der Reiz dies zutund 
ist riesig. Allerding ist mir das Projekt VIEL zu teuer. Aber wenn man 
schon ne Kiste Logik-IC´s hat würd ich gleich loslegen.

http://www.homebrewcpu.com/

P.S.:Das Projekt ist Super dokumentiert. Es würde dir also an nichts 
fehle.

Autor: lontano (Gast)
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Das Projekt ist Super

Neben einer Kiste IC braucht es einen Entwickler 'mit Hosentraegern'

Aber da es 'was kostet ist es nix fuer deutsche Hosentaschen.

Autor: Sven Stefan (stepp64) Benutzerseite
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Hallo,

der erste Link ist doch aber auch recht vielversprechend. Komplett mit 
Beschreibung und Schaltung. Das sieht doch aus, wie das was gesucht 
wird, oder?

Es geht natürlich auch noch "einfacher" (älterer)

http://www.kilian-leonhardt.de/relaiscomputer/

Da schlägt dann doch das Herz erst richtig hoch :-)

Gruß
Sven

Autor: Mr Chip (mrchip)
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> oder bist du Nostalgiker?
> Angst vor der Zukunft?

Naja, Prozessoren und diskrete Logikchips werden doch auch heute noch 
benützt. Also schadet es auf jeden Fall nicht, sich mal selbst mit dem 
Design von so nem Ding auseinanderzusetzen. Ob man es danach in 
VHDL/FPGA implementiert oder eben TTL/Lochrasterplatine ist dann 
hauptsächlich eine Frage, ob es einem primär wirklich um das Design 
geht, oder ob ein gewisser Geekfaktor dazukommen soll.

Autor: lontano (Gast)
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Hi Stepp64

noch ein superLink !

Wenn ich die Photos sehe ..... frage ich mich in welchem Krankenhaus 
sowas gebaut wurde ;-()-;

Autor: Dieter R. (drei)
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Sven Stefan wrote:
> http://www.kilian-leonhardt.de/relaiscomputer/
>
> Da schlägt dann doch das Herz erst richtig hoch :-)

Jugend forscht. Gab es ziemlich genau 30 Jahre vorher schon mal. Damals 
schon Nostalgie-Lernspielzeug. Man könnte glauben, die Zeit steht still.

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