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今天发现了一个网站，可以在线做练习，使用“与非门”搭建CPU的基本元件。网址：http://nandgame.com/主界面是一个“画布”，可以拖放左边的基本元件到上面拼装出新的零件。 右边是任务清单，可以打怪升级。每进一关，会有任务提示，完成后任务旁边会有个“对勾”，可以进入到下一关，也可以直接跳到下一关去玩。 网页的左边和下面还有解释，适用入门者理解。...

任务六：组建一个译码器输入：S（selector选择子）、D（data数据）输出：C0和C1.逻辑：数据D实际上为使能端。当D为0时，输出C0和C1都为0。当D为1时，芯片使能，然后再看S的输入。当S为0时，第一路输出C0为1（第二路输出为0）；当S为1时，第二路输出C1为1（第一路输出为0）。相当于是把S的值翻译为第几路输出为1. 任务说明如下： 分析：...

上一个任务中的锁存器是高电平使能的，只有ST为高，就会一直更新数据D，容易产生竞争条件。实际应用中，需要将锁存条件由电平改为边沿（即边沿触发）。比如上升沿触发，即只有在ST由0变为1的那个时刻，才会更新数据D到锁存器中；平时不管ST是0，还是1，数据都会被锁在锁存器中，不会变化。任务三：边沿D触发器。看看任务背景介绍：任务说明：这是一个带使能端的上升测D触发器。 原材料...

第二个任务是，创建一个锁存器Latch输入：存储使能端st(Store），数据端d输出：X逻辑：当ST=1时，X=D；当ST=0时，X不变。即，存储使能ST有效时，输入端D的信号会送到锁存器存起来，并输出。当存储使能端ST无效时，将不再接收输入，输出端仍然保持之前的输入。分析：首先要使用RS触发器。这是一种带反馈的组合电路。这种电路的特点：当ST为1，D为0时，输出...

从Level3开始，就不再是简单的组合逻辑了。每一个任务都单独完成。第一个任务是：组建一个选择子(selector)输入：选择端S，数据端D0和D1输出：X逻辑：S=0时，X=D0；S=1时X=D1原材料：与，或，非，与非，异或分析：先看真值表：可以得知：X = (（S非）与(D0) )  或 （S 与 D1）也就是说，S为0时，只关心D0；S为1时，只关心...

有了前述的基础元件，就可以组建一个RAM了。任务目标：说明：就是通过一个地址位（AD）和一个switch开关（译码器），可以选择使用哪一片寄存器（register）。这样就可以扩展出更大容量的寄存器组。并且可以通过地址来确定访问哪一片寄存器。 RAM本意是：随机访问存储器。“随机”的意思是，只要知道地址，就可以直接访问，不需要像磁带机那样等半天去寻址。“访问”的含义包括“读...

下面开始组建一个完整的算术逻辑单元。任务说明：输入：A，B控制端：ZX，NX，ZY，NY：控制X和Y的运算是清零还是取反；控制端F：是输出X与Y，还是输出X+Y；其中X和Y是前两个模块的运算结果，是个中间变量。控制端NO：输出取反。输出：Z分析：先搭建X和Y这两个中间变量。使用上一节的成果ALU mod。然后分别对X和Y进行“与运算”和“加运算”，再使用...

本章任务三：对输入结果进行数学判断，是大于0，还是大于等于0，或者小于0，等等。任务描述：任务说明：三个标志组合成8种情况。当标志位为001时，代表“是否大于”。如果此时X>0，则输出为1.当标志位为010时，代表“是否等于”。如果此时X=0，则输出为1.其他情况类似。当标志位为000时，不管X是什么，输出都为0；当标志位为111时，不管X是什么，输出都为...

从5级开始，要组建CPU啦~~~ 任务描述：任务说明：1，当a标志有效时，将X的值写到地址寄存器A；2，当d标志有效时，将X的值写到数据寄存器D；3，当m标志有效时，将X的值写到存储器RAM中，存储器的地址为A。 分析：1，先实现前两个目标：2，再实现最后一个目标：...

ALU是算术逻辑单元，是执行最基本的算术运算和逻辑运算的单元。本任务目标：根据输入标志来执行不同的运算。输入：Z（清零）、N（取反）、X（16位数据）输出：Y（16位数据）逻辑：当Z标志为1时，输出结果为0；当N标志为1时，输出结果要对X按位取反。当Z标志和N标志都为1时，输出结果为对0按位取反。当Z和N标志都不为1时，输出结果Y=X。原材料：基本的门电路（与，...

第五章第二个任务：指令译码器。指令是保存在存储器中，CPU运行时，先从存储器中取出指令，然后就需要对指令进行“译码”。就是翻译指令码，看它到底是要做什么操作和运算，译码后产生各种控制标志，作为控制器（Control Unit）的输入。输入：一条指令输出：各种标志和数据。先看看任务描述： 任务说明：这是一条16位的指令。最高位（bit15)代表该指令是“数据”...

任务5.3：控制单元任务描述： 任务说明：输入：指令I和时钟CL输出：J标志：ALU模块输出的是否满足跳转条件的标志位。A：寄存器的当前值。CI：运算指令标志。需要存储的值是ALU的输出还是指令的X的值。如果是要保存指令I译码出来的X，则CI为0；如果是要保存ALU的计算结果，则CI为1。SM：源操作数存储器。送到ALU单元的Y数据来自哪里。如果是来自A寄存...

任务4：程序引擎 任务描述： 任务说明：这是一个“取指”模块，就是在时钟的驱动下，不断地从ROM中取出指令。正常情况下顺序执行时PC不断加一，取下一条指令。当需要跳转时，J标志位有效，就从A中加载新的地址。 设计结果：...

现在来到了第二关第一个任务是，组建一个半加器。半加器的输入是两个位：A，B输出也是两个位：H，L低位L=A异或B，高位H=A与B任务二：组建全加器输入：三个位：A，B，C输出：还是两个位：高位H，低位L有了半加器，很方便是使用半加器组建全加器。可以先把A和B加起来，得到H1和L1.再将其结果与C相加H2和L2。L2即为L，H则为H1和H2的或。任...

任务四：组建寄存器。有了边沿触发的D寄存器，就可以组成多位的寄存器了。这个任务很简单，只需要做一个两位的寄存器。使用两个D触发器即可。...

做一下这个网站上的练习：http://nandgame.com/练习的主要目标是，使用最基本的“与非门”一步一步地组建计算机。第一关，先使用与非门组建常用的逻辑门。Level 1: Logic gates第一个任务：使用与非门组建非门。这个最简单了，直接将二输入与非门的两个输入端连在一起即可。第二个任务：使用 与非门 和/或 非门 组建与门。这个也容易，“与...

最后一关了，这个大boss太easy了。一边取指令，一边执行，紧密配合，天衣无缝。通关了，耶~~ 

任务五：带加载功能的计数器。逻辑：当加载使能端ST为1时，输出Y为输入X，即加载预定义值X。当加载使能端ST为0时，每个CL脉冲将使得输出Y加一。 分析：先不考虑加载功能，只实现一个计数器。使用一个寄存器(register)和一个自加器(inc 16)就可以了。每个时钟脉冲使得register读入自加器inc16之后的结果，再送到自加器。 考虑加载功能，只需...