Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Не путать с битовым компьютером или компьютером с одним набором команд .
Разрядность архитектуры компьютера
Немного
Заявление
Двоичная точность с плавающей запятой
Десятичная точность с плавающей запятой
  • v
  • т
  • е
1-битный программируемый логический контроллер MC14500BCP

В компьютерной архитектуры , 1-битные целые числа или другие данные блоки являются те , которые являются 1 бит (1/8 октета ) в ширину. Кроме того, 1-битные архитектуры центрального процессора (ЦП) и арифметико-логического устройства (АЛУ) основаны на регистрах такого размера.

Не существует компьютеров, микроконтроллеров любого типа, таких как программируемые логические контроллеры, которые были бы исключительно 1-битными для всех регистров и адресных шин . В 1-битном регистре может храниться только 2 1 различных значения, то есть 0 или 1, или они могут означать, например, включено и выключено. Это очень ограничительно, например, недостаточно для программного счетчика (который в современных системах реализован во встроенном регистре), который не реализован на кристалле в некоторых 1-битных системах. Коды операций для 1-битных систем были, по крайней мере, для одной архитектуры 4-битными, а адресная шина - 8-битными.

Хотя 1-битные процессоры устарели, первый компьютер с углеродными нанотрубками представляет собой 1-битный компьютер с одним набором инструкций (и имеет всего 178 транзисторов). [1]

1 бит [ править ]

Последовательный компьютер обрабатывает данные по одному биту за раз. Например, PDP-8 / S был 12-битным компьютером с 1-битным ALU, обрабатывающим 12 бит последовательно. [2]

Примером 1-битного компьютера, построенного из микросхем SSI с дискретной логикой, является калькулятор Wang 500 (1970/1971) [3] [4], а также серия текстовых процессоров Wang 1200 (1971/1972) [5] от Wang Laboratories. .

Примером 1-битной архитектуры, которая продавалась как ЦП, является промышленный блок управления Motorola MC14500B (ICU) [6] [7], представленный в 1977 году и производившийся, по крайней мере, до середины 1990-х годов. [7] Это руководство гласит:

[..] Компьютеры и микрокомпьютеры также могут использоваться, но они, как правило, слишком усложняют задачу и часто требуют высококвалифицированного персонала для разработки и обслуживания системы. Было представлено более простое устройство, предназначенное для работы с входами и выходами по одному и сконфигурированное так, чтобы напоминать релейную систему. Эти устройства стали известны в индустрии управления как программируемые логические контроллеры (ПЛК). Промышленный блок управления (ICU) Motorola MC14500B представляет собой монолитное воплощение центральной архитектуры ПЛК [..]

Есть функции, для которых однобитовые машины плохо подходят. [..] В некоторых случаях комбинация MC6800 MPU и MC14500B ICU может быть лучшим решением. [..]

Программа Счетчик программного счетчик состоит из двух двоичных MC145168 стадий до счетчиков сцепленных вместе , чтобы создать 8 битые адрес памяти. Это дает системе возможность адресовать 256 отдельных слов памяти. Счетчики сконфигурированы для подсчета нарастающего фронта сигнала синхронизации ICU (CLK) и сбрасываются в ноль при сбросе ICU. Обратите внимание, что последовательность счетчика программ не может быть изменена никакими операциями ICU. Это подтверждает, что система сконфигурирована так, чтобы иметь циклическую структуру управления.

объем памяти

Память этой системы состоит из одной ППЗУ MCM7641 размером 512 слов на 8 бит. Поскольку программный счетчик имеет ширину всего 8 бит, в любой момент можно использовать только 256 слов (половина памяти). Однако, связав старший или младший бит адреса памяти, разработчик системы может выбирать между двумя отдельными программами с помощью только опции перемычки. Это может быть желательной функцией, если требуются очень быстрые изменения системы.

-  РУКОВОДСТВО ПО ПРОМЫШЛЕННОМУ БЛОКУ УПРАВЛЕНИЯ MC14500B [6]

Одним из известных компьютеров, основанных на этом процессоре, был 1-битный компьютер WDR . [8] Типичная последовательность инструкций программы для 1-битной архитектуры может быть следующей:

  • загрузить цифровой вход 1 в 1-битный регистр;
  • ИЛИ значение в 1-битном регистре со входом 2, оставив результат в регистре;
  • записать значение в 1-битном регистре на выход 1.

Эта архитектура считалась лучшей для программ, принимающих решения, а не для выполнения арифметических вычислений, для релейной логики, а также для последовательной обработки данных. [6]

В академических кругах также проводится несколько исследований по проектированию 1-битных архитектур, и соответствующая 1-битная логика также может быть найдена в программировании.

Другими примерами 1-битных архитектур являются программируемые логические контроллеры (ПЛК), запрограммированные в списке команд (IL).

Несколько первых компьютеров с массовым параллелизмом также использовали 1-битную архитектуру процессоров. Примеры включают Goodyear MPP и Connection Machine . Используя 1-битную архитектуру для отдельных процессоров, можно было построить очень большой массив (например, машина подключения имела 65 536 процессоров) с использованием технологии микросхем, доступной в то время. В этом случае медленное вычисление 1-битного процессора было проиграно большому количеству процессоров.

1-битные процессоры теперь можно считать устаревшими; когда-либо было произведено не так много типов микросхем , тем не менее, с 2021 года некоторые микросхемы MC14500B доступны у брокеров для получения устаревших запчастей. [9] [10]

См. Также [ править ]

  • Бит-последовательная архитектура
  • Бит стучать
  • Битовая нарезка
  • Машина Тьюринга

Ссылки [ править ]

  1. ^ Courtland, Rachel (25 сентября 2013). «Дебют первого компьютера, сделанного из углеродных нанотрубок» . IEEE Spectrum: Новости технологий, инженерии и науки . Проверено 18 апреля 2021 года .
  2. ^ Руководство по техническому обслуживанию PDP-8 / S (PDF) . Корпорация цифрового оборудования . Август 1969 г. с. 3–14.
  3. ↑ Вассерман, Кэти (март 2006 г.) [январь 2004 г.]. «Светодиодные калькуляторы управляют ее домом» . Информационный бюллетень сборщика компьютеров / Перемотка технологий (интервью). Беседовал Кобленц, Эван. Архивировано 27 декабря 2019 года . Проверено 20 мая 2017 . Наверное, мой самый любимый - Wang 500. В нем есть несколько уникальных особенностей: очень необычная ПЗУ, состоящая из сотен длинных покрытых эмалью проводов, обернутых вокруг железных сердечников; сверхбыстрый однобитовый ЦП, построенный на логических микросхемах SSI; и, конечно же, множество действительно классных красочных клавиш.
  4. ^ Product Service - Схематическое руководство (PDF) . Wang Laboratories, Inc. 1974. 03-0019-0. Архивировано (PDF) из оригинала 20.05.2017 . Проверено 20 мая 2017 .
  5. ↑ Батл, Джим (07.03.2010). "Ван 1200 - История Ван В.П." . Архивировано 21 мая 2017 года . Проверено 21 мая 2017 .
  6. ^ a b c Грегори, Верн; Делланде, Брайан; ДиСильвестро, Рэй; Маларки, Терри; Смит, Фил; Хэдли, Майк (1977). Справочник по промышленному блоку управления Motorola MC14500B - Теория и работа однобитового процессора CMOS, совместимого с устройствами CMOS серии B (PDF) . Компания Motorola Semiconductor Products Inc. 33-B78 / 8.0 . Проверено 20 мая 2017 . (NB. Также доступно на немецком языке под названием "Руководство по промышленному блоку управления Motorola MC14500B - Theorie und Anwendung eines Ein-Bit-CMOS-Prozessors".)
  7. ^ a b Промышленный блок управления MC14500B (PDF) . Логические данные CMOS Motorola . Технические данные полупроводников (редакция 3-го издания). Motorola . 1995. С. 306–313. Архивировано (PDF) из оригинала 20.05.2017 . Проверено 1 августа 2012 .
  8. ^ Людвиг, Фолькер; Пашенда, Клаус; Шеперс, Хайнц; Терглан, Герман-Йозеф; Граннеманн, Клаус; Джон, Буркхард; Комар, Германн; Майнерсен, Людвиг (1986). Fast alles über den WDR-1-Bit-Computer (PDF) (на немецком языке). Нойс и Реклингхаузен, Германия: DATANorf. Архивировано (PDF) из оригинала 20.05.2017 . Проверено 20 мая 2017 .
  9. ^ "MC14500B Цена и запасы" . www.digipart.com . Проверено 29 марта 2021 .
  10. ^ "MC14500B" . www.ebay.com . Проверено 4 ноября 2019 .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Мюллер, Дитер (2005) [2004]. «Знаменитый / печально известный MC14500» . Архивировано 03 августа 2017 года . Проверено 18 июля 2018 .
  • Мюллер, Дитер (2008). «MC14500 и арифметика» . Архивировано 20 мая 2017 года . Проверено 18 июля 2018 .
  • Мюллер, Дитер (2008). «Модификация MC14500» . Архивировано 20 марта 2017 года . Проверено 18 июля 2018 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Шембри, Тьерри; Бизуар, Сильвен; Буассо, Оливье; Шово, Пьер-Эммануэль. «WDR-1-битный компьютер» . OLD-COMPUTERS.COM . Архивировано 20 мая 2017 года . Проверено 20 мая 2017 .