16-bit Serial Homebrew CPU – 2023
5 hours ago
- 一个16位串行自制CPU仅用8个IC（包括存储器和时钟）构建，实现了图灵完备。
- 该CPU使用单个EPROM作为控制状态机和1位ALU，配有两个串行SRAM和一个串行FLASH。
- 它以最高10 MHz运行，每秒执行约12,000条指令，能够在Nokia 5110 LCD上以约10 FPS流式播放视频。
- 该架构通过将数据处理转移到控制存储器中，并对16位值使用串行操作，从而最大限度地减少芯片数量。
- 关键组件：EPROM（控制+ALU）、74HC574（输出锁存器）、74HC595（指令缓冲器）、74HC393（微码计数器）、两个23LCV512 SRAM、一个W25Q80 FLASH，以及一个74HC14时钟发生器。
- 指令集包含52种操作（大多数为16位），包括算术、分支、内存访问和I/O，但不支持自编程。
- 性能受传播延迟限制；尽管理论计算极限为4.6 MHz，实际稳定时钟为10 MHz。
- 可能的改进包括更快的二进制计数器、具有更多地址线的EPROM，以及额外的指令获取带宽。
- 该CPU可以驱动PCD8544 LCD、产生8位音频，并与SPI设备（如DS1302 RTC）接口，但3D图形非常慢。