【图灵完备(Turing Complete)】 三、处理器架构

【图灵完备(Turing Complete)】 三、处理器架构

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39：算数引擎

今天正式进入游戏的第三阶段——处理器架构。准备好搭建一个真正能运行程序的CPU了吗？按顺序来看本阶段第一关——算数引擎：
从本阶段开始，我们的电路再也不能随意“私拉乱建”了，而是要认真考虑规划，否则的话，就算过了当前关卡，也很难保证在后续关卡中电路还能正常运行，这是本阶段必须重点考虑的方面。
再回看题面，可以发现，算数引擎实际上只多了两个功能：加和减。

特别要注意一点：减数和被减数的顺序不能搞错，否则结果肯定错。按图搭建完毕后，运行测试一次通过。至此我们有了第一个能用的算数引擎，或者叫算术逻辑单元（ALU），就为后面搭建CPU打下基础了。

40：寄存器之间

首先摆出一个分线器和两个38译码器，分别根据源头和目标接好线。这里用了不同颜色表明方向，黄色表示目标，对应寄存器的写入，青色表示源头，对应寄存器的读取，如图所示：

按此逻辑，把每个译码器的前6路输出对应到各个寄存器的相应引脚。
6个寄存器连接完毕，此时每个38译码器各自只剩下一个元件没接，那就是位于底部左右角的独立输入端和独立输出端。直接和那6个寄存器一样，把各自的使能引脚接到对应的38译码器即可
接着把数据总线挂接好

41/42/43：元件工坊 /指令解码器/计算单元

元件工坊这种自定义元件能够被导出为Verilog格式的v文件，可以放到FPGA开发环境中直接使用！！！

这里对指令字节的最高2bit所能产生的4种状态进行了解释，分别对应了4种模式，显然是要实现一个24译码器，那我们可以直接把38译码器拿过来用，不用重新搭了

44/45：程序 /立即数

其实和上一关<计算单元>没有本质区别，只是把关卡左上角的指令输入元件替换成了程序模块，可以看做是一个ROM，内部有一大堆的寄存器阵列，且已经固化好了程序。我们要从元件库里翻出计数器，并如图接线即可：

46：条件判断

首先本关卡名为“条件判断”，实际任务则是数值比较。它将一个输入的数值和0进行比较，然后得出结果，总共只会产生3个结果：1——等于02——小于03——大于0。请注意，既然有“小于0”这个选项，那么这个数值一定会有负数，因此是一个带符号数.
让一个数值与0进行比较只会有3种结果：要么大于、要么小于、要么等于。更多的判断指令都是基于这3种结果之上的.

47：图灵完备

我们到目前为止搭建的电路所存在的问题，那就是只能按顺序执行，还没有跳转功能，因此算不上是功能健全的计算机。因此，要在本关添加条件跳转功能，而实现这个功能就要靠我们在上一关<条件判断>中搭建的电路。
目前我们已搭建好了3种模式的电路：立即数、算术、复制模式，只剩最后一种条件跳转模式还没有，这就是本关要完成的任务了。

= = = = = = 第三阶段就到这结束了~= = = = = =