Как стать автором
Обновить

Мгновенное заполнение последовательности выбранных ячеек физической памяти

Уровень сложностиПростой
Время на прочтение4 мин
Количество просмотров1.1K

(продолжение работы над своим процессором, и в заголовке про физическую память так как везде поисковиком находится про ячейки Excel).

Сначала думал - да ну какая мелочь для процессора, но потом подумал - многие пишут о мелочах и даже получают плюсы, почему не написать о мелочи, если чип создаётся новый.

Сразу говорю, что роль памяти в данной схеме играют SR триггеры предполагаемого FPGA и процедура заполнения любого числа цепи ячеек (или даже одной) выполняется за два рабочих такта проектируемого процессора, независимо от числа выбранных ячеек. Над этой задачкой пришлось немного поломать голову, и нужно было понять что такое управляемый буфер (в данном случае это для Logisim Evolution).

После того, как составил рабочую схему кэша мостов, для работы процессора в режиме без счётчика команд, приступил к схеме управления кэшом мостов. Кэш мостов - это кэш обеспечивающий выполнение команд без счётчика команд, и позволяющий выполнять только команды в обозначенных ячейках памяти. По сути управление кэшем мостов сводится к мгновенному заполнению групп выбранных ячеек. И вот для того, чтобы обеспечить бесперебойную работу управляемых буферов в сложной цепи (множество ячеек и множество источников сигнала) пришлось пойти на Хитрость с ИСКЛЮЧАЮЩИМ ИЛИ.

Триггеры группы Last - нижний ряд триггеров на данном изображении, служит для обозначения последнего триггера данной группы для конкретной ячейки, в который запишется единица и заблокирует прохождение сигнала по верхнему проводнику, через который подряд записывается единица в сами эти ячейки памяти механизма управления кэшем мостов - в триггеры группы Memo (незаконченное слово, так как по сути всё это является устройством для управления памятью, а не ей самой).

Подаётся сигнал единицы на два контакта для обозначения последней ячейки цепи (на изображении предпоследний нижний контакт и контакт нижнего горизонтального на схеме провода)

Затем подаётся сигнал для заполнения триггеров памяти механизма управления кэшем мостов - триггеров группы Memo (сам кэш мостов описан в предыдущей публикации и здесь приведу его позднее), и сигнал единицы проходит направо по схеме беспрепятственно, заполняя все триггеры Memo, вплоть до ячейки с заполненным триггером Last . Два ранее задействованных контакта перезодят в режим бездействия (сигнал нуля или плавающее состояние).

И вот в чём тут фокус: дело в том что, чтобы подать сигнал для начала заполнения цепи, управляемый верхний буфер предыдущей ячейки должен подавать на выход плавающий сигнал, не противоречащий любому (сигналу нуля или единицы) поступающему на соединение сразу после него, а разрешать прохождение сигнала должен сигнал единицы по условию функционирования управляемого буфера, но сигнал единицы на контакте управления не разрешит выходящий плавающий сигнал если на вход управляемого буфера подаётся ноль. Что делать? Для этого было решено включить в эту схему элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕГО ИЛИ, и при подаче на нижний контакт от него справа он подавал-бы на верхний буфер сигнал нуля, разрешающий на выходе буфера плавающее состояние, и тогда сигнал с правого нижнего соседнего контакта соседней ячейки пойдёт беспрепятственно, записывая далее по ячейкам единицу во все триггеры группы Memo, пока не дойдет до ячейки с единицею в триггере группы Last .

И кстати упор скорости прохождения сигнала у меня не на логические вентили. Так что скрин кэша мостов я немного передалаю, а пока удалю.

Управляемый буфер, по логике не является логическим устройством- это ключ, я считаю что моя точка зрения верна, так как это работает через управление сопротивлением, никакой задержки тут нет.

Итак это ключ, я считаю что моя точка зрения верна, так как это работает через управление сопротивлением, никакой задержки тут нет.

Базовый принцип работы
В состоянии покоя между коллектором и эмиттером биполярного триода ток не протекает. Электрическому току препятствует сопротивление эмиттерного перехода, которое возникает в результате взаимодействия слоёв. Для включения транзистора требуется подать незначительное напряжение на его базу.
....

Таким образом, полупроводниковые триоды могут работать в режиме электронных ключей или в режиме усиления входных сигналов.
Источник: https://www.asutpp.ru/kak-rabotaet-tranzistor.html

 И было это ещё со школьного материала. Никаких тут суперматериалов - ничего фантастического нет.

В цифровой схемотехнике это называется электронным ключом, у меня он выведен из Z состояния заблаговременно.

Основная задержка в схеме от этого

Когда два электрических проводника или части находятся в физической близости, несут заряд, и между ними существует определенный потенциал напряжения, они, вероятно, произведут виртуальный конденсатор среди них; это верно даже в том случае, если все проводники адекватно изолированы.

Обратите внимание, что виртуальный конденсатор между этими проводниками часто называют паразитной емкостью.

Судя по всему - мне это не грозит сильно, так как пропускаться у меня будут блоки команд, и стало быть паразитные ёмкости будут невелики, к тому-же блоки у меня в поледовательной цепи, а не параллельной.

Паразитной емкостью - я пренебрегаю. Ищу альтернативу согласующему резистору, работает и без него, но не радует красный цвет участков цепи  в симуляторе.

Понятно, что читатель ждёт более визуабельного чего-то, и более подробного - так как сам люблю узнавать новое из чтения интересного, но это пока можно ожидать в будущем. Пока только так - схемы.

В общем-то из задач, для кэша команд, остаётся "хирургия" над микросхемами памяти в качестве "донаров" для кэша команд и "имплантировать" в их изъятые части кэш мостов и механизм управления им, но это уже скорее будет с языками программирования, чисто схемами там не отделаться.

Теги:
Хабы:
Всего голосов 2: ↑2 и ↓0+3
Комментарии7

Публикации

Истории

Ближайшие события

15 – 16 ноября
IT-конференция Merge Skolkovo
Москва
22 – 24 ноября
Хакатон «AgroCode Hack Genetics'24»
Онлайн
28 ноября
Конференция «TechRec: ITHR CAMPUS»
МоскваОнлайн
25 – 26 апреля
IT-конференция Merge Tatarstan 2025
Казань