CS From the Ground Up [B0] – Where the Circuit is Built

从头设计你的 CPU.

这个系列主要探索计算机在硬件层面上是如何工作的。不过我们并不会特别注重于具体的硬件实现——至少不会考虑如何烧沙子。我们的主要讨论方向是在逻辑层面上如何实现一个 CPU.

当然，我们仍然会使用现实的硬件构建我们的 CPU. 在接下来的章节中，我们将探讨组合逻辑电路、时序逻辑电路，并用他们搭建时钟、存储器、译码单元和算数单元等组成处理器的基本器件。在此之后，我们将会讨论指令流水线、分支预测、与其他外设交互与阅读数据手册的一般方法。

我们的 CPU 并不一定要实现某个指令集，所有的内容都可以由我们自行设计，所以不需要拘泥于一个架构。诚然，这个系列有 Ben Eater 的影子在里面，甚至在硬件设计上可以说是照搬了他的结构，但有些时候，正确答案确实只有一个。

当我们开始设计电路的时候，我会用 KiCad 套件来绘制原理图和 PCB. 尽管用 Fritzing 会有更直观的图形表示，但是 Fritizng 实在是太卡了。原理图、PCB 以及制板文件将会在资料下载内可用。

目录

• B0 - Where the Circuit is Built <HERE>
• B1 - Logic Gates
• B2 - Sequential Logic
• B3 - Buffers and Storages
• B4 - Sum of the Parts
• B5 - Fetch-Execute Cycle
• B6 - Flag Register
• B7 - Arithmetic Operations
• B8 - Branching
• B9 - Pipeline
• B10 - Peripherals
• B11 - Branch Prediction*
• B12 - Reading Datasheets
• B13 - Race Condition
• B14 - Timings and Glitches