1.6：从芯片说起~完成你的第一个芯片

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完成1.3、1.4、1.5之后，我们就只差“根据时钟滴答完成6个操作”，就可以做出来自己的芯片。下面，我们就完成这个芯片的核心管理者：Control Section

Control Section控制了芯片内部所有已有的器件。比如IAR寄存器的S开关、E开关。还记得S\E开关分别是干啥的么？S是设置使能开关，E是输出使能开关。

时钟滴答

最简单的时钟电路：

Control Section控制了所有寄存器的S\E开关，但是所有寄存器的开关肯定是用到的时候才能开启，不能常开。所以我们采用如下过程生成clock s、clock e两个时钟信号：

首先，借助线路的延迟，我们将clk延迟1/4个周期得到clock d：

然后利用或门、与门，我们生成clock e、clock s：

在一个时钟周期内，只有寄存器A的E开关和寄存器B的S开关同时为高电平时，寄存器A的内容才会复制到到寄存器B里面。

门电路搭建计步器

怎么讲了半天没讲到6个步骤是怎么循环执行的？别着急，马上就来。

按照我们的要求，步进器要完成下面的功能：有6个输出，每个中滴答有且只能有一个输出为高电平（表示选中），且要能够循环操作。

废话不多说，上电路：

可以看到随着时钟滴答，step1、2、3、4、5、6、7依次变为高电平。

如何得到一个循环呢？我们来个取巧的方案：

当7位为高电平的时候，就复位一下：(妥妥浪费一个时钟周期）

执行ADD指令

有了计步器，我们就可以考虑把计步器的6个输出和对应的器件的s、e开关连接起来，执行每个时钟滴答应该完成的动作：

左边的寄存器输出使能，右边的寄存器设置使能。以计步器的输出1位高电平使能为例讲解：此时bus 1的e开关打开，IAR寄存器的e开关打开，MAR寄存器的s开关打开，ACC寄存器的s开关打开。通过总线，IAR的值传递给了ACC\MAR。bus 1的输出直连传递给ALU。

还记得这个是啥么？

1. 获取指令地址，同时“PC自增1”。复制IAR寄存器。复制到MAR（RAM地址寄存器，还记得么），同时也复制到ALU的输入:ACC寄存器。使能bus1寄存器（一个神奇的魔鬼数字1，和PC自增1联系起来了）。！！！对于step2\step3大家可以自己分析。

对于执行ADD指令，计步器这么连接：

第4步：R1寄存器的值被设置到了TMP寄存器中。

第5步：R0寄存器的值被设置到了ACC寄存器中

第6步：ACC寄存器的值被设置到了R0寄存器。

完整电路图

完整的连线，需要遍历所有指令连接一遍计步器的输出。前面ADD命令我们已经完成了，其他指令也就很简单了。大家可以自己来一遍

你的第一个芯片

你的第一个芯片就这样完成了，后面添加I\O输出、显示也不过是添加新的寄存器和指令而已。

附一个JS做得CPU模型网站：

http://www./but_how_do_it_know_cpu_model.html