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オール・トランジスタ4ビット・コンピュータ「CPU1738」 Part1
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- เผยแพร่เมื่อ 5 พ.ย. 2020
- ■関連製品
［読みもの］オール・トランジスタ4ビットCPUの製作とFPGA開発
ALU，レジスタ，I/Oなどをトランジスタ・レベルで手作りし，さらにFPGAにも実装
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●CPU1738の回路図
www.marutsu.co...
●内容
この技術解説シリーズでは，コンピュータの心臓部である「中央処理装置」(central processing unit：CPU)を実際に作りながら，その動作原理を学んでいきます(Vol.1～6の全6回を予定)．CPUキット“CPU1738”にはICをいっさい使っていません．すべての回路は個別(ディスクリート)部品のMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：MOS型電界効果トランジスタ)だけで構成されています．合計1738個のMOSFETを使って，コンピュータとしての動作を実現しています．このCPUの回路は単純なものですが，本質的な部分は一般的なCPUやマイコンと同じです．また，すべてトランジスタで構成されているためブラック・ボックス的な部分がまったくありません．これから解説する一連の内容を理解すればCPUやマイコンを応用した製品設計やプログラム開発において大いに役立つ知識が得られます．
●Index
Vol.1 ノイマン型CPUの設計
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Vol.2 CPUのレジスタとI/Oの設計
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Vol.3 Lチカで学ぶFPGA開発体験
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Vol.4 CPUのROM，PC，ALUの設計
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Vol.5 ステート・マシンと命令デコーダの設計
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Vol.6 CPUの全体統合とプログラムの実行
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●略歴
2011年 東京工業大学 工学部 電気電子工学科 卒業
2013年 東京工業大学大学院 理工学研究科 電子物理工学専攻 修了
2013年 株式会社アドバンテスト 入社
2016年 株式会社村田製作所 入社
2019年 リニア・テック 開業
●主な著書
（1）［VOD］Pythonで学ぶ やりなおし数学塾1【微分・積分】，ZEPエンジニアリング株式会社．
（2）［VOD］Pythonで学ぶ やりなおし数学塾2【フーリエ解析】，ZEPエンジニアリング株式会社．
（3）［VOD］Pythonで学ぶ マクスウェル方程式 【電場編】＋【磁場編】，ZEPエンジニアリング株式会社．
（4）［VOD/KIT］初めてのソフトウェア無線＆信号処理プログラミング 基礎編/応用編，ZEPエンジニアリング株式会社．
（5）［VOD/KIT］実習キットでできる！ラズパイPico×Wi-FiモジュールでIoT超入門，ZEPエンジニアリング株式会社．
（6）［VOD/KIT］実習キットでできる！ラズパイPicoでマイコン入門，ZEPエンジニアリング株式会社．
（7）［VOD］確率・統計処理＆真値推定！自動運転時代のカルマン・フィルタ入門，ZEPエンジニアリング株式会社．
（8）［VOD/KIT］確率・統計処理＆真値推定！自動運転時代のカルマン・フィルタ入門，ZEPエンジニアリング株式会社．
（9）［VOD］故障推定から画像認識まで！「主成分分析」による最高性能AIエッジ 開発入門，ZEPエンジニアリング株式会社．
（10）Pythonではじめる 数値解析入門 [Vol.1 Pythonの開発環境をインストールする]，ZEPエンジニアリング株式会社．
（11）Pythonではじめる 数値解析入門 [Vol.2 グラフ描画ライブラリ“Matplotlib”で2次元のグラフを描く]，ZEPエンジニアリング株式会社．
（12）KiCadではじめる プリント基板設計入門[Vol.1 KiCadをインストールする]，ZEPエンジニアリング株式会社．
（13）KiCadではじめる プリント基板設計入門[Vol.2 電子部品の「シンボル」と「フットプリント」を作る]，ZEPエンジニアリング株式会社．
（14）KiCadではじめる プリント基板設計入門[Vol.3 回路図の入力と基板のレイアウト]，ZEPエンジニアリング株式会社．
（15）ラズベリー・パイPicoマイコン スタートアップ・マニュアル，ZEPエンジニアリング株式会社．
（16）ラズベリー・パイ Picoマイコン入門 C言語開発環境の構築，ZEPエンジニアリング株式会社．
（17）シリアル通信のデバッグに便利な“Tera Term”のインストール方法，ZEPエンジニアリング株式会社．
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（18）Zynq搭載ボードの決定版“Eclypse Z7”で始める高速信号処理システム開発[Vol.1 開発環境“Vivado”をインストールしてFPGA（PL）でLチカ]，ZEPエンジニアリング株式会社．
（19）Zynq搭載ボードの決定版“Eclypse Z7”で始める高速信号処理システム開発[Vol.2.C言語プログラムでZynqの“PS”を動かす実験]，ZEPエンジニアリング株式会社．
（20）Zynq搭載ボードの決定版“Eclypse Z7”で始める高速信号処理システム開発[Vol.3. PLによるディジタル・フィルタのサンプル・プロジェクトによる実験]，ZEPエンジニアリング株式会社．
（21）GNU Radioで遊ぶ超高速ディジタル無線スタータキット“USRP B205mini-i”，ZEPエンジニアリング株式会社．
（22）確率・統計ロボティクス学習キット MZIP-01，ZEPエンジニアリング株式会社．
（23）統計数学と主成分分析によるビッグ・データの可視化とパターン認識，ZEPエンジニアリング株式会社．
（24）実験しながら学ぶフーリエ解析とディジタル信号処理[Vol.1 すべての基本となる三角関数から始める]，ZEPエンジニアリング株式会社．
（25）実験しながら学ぶフーリエ解析とディジタル信号処理[Vol.2 STM32マイコンの開発環境を整える]，ZEPエンジニアリング株式会社．
（26）実験しながら学ぶフーリエ解析とディジタル信号処理[Vol.3 「フーリエ級数」を利用して波形を合成する実験]，ZEPエンジニアリング株式会社．
（27）実験しながら学ぶフーリエ解析とディジタル信号処理[Vol.4 「フーリエ級数」にもとづいて波形を分析する実験]，ZEPエンジニアリング株式会社．
（28）BluetoothワンチップBM62で作る低雑音ワイヤレス・オーディオ[Vol.1 BM62の基本的な使い方]，ZEPエンジニアリング株式会社．
（29）BluetoothワンチップBM62で作る低雑音ワイヤレス・オーディオ[Vol.2 ディジタル雑音の発生メカニズムと対策]，ZEPエンジニアリング株式会社．
（31）オール・トランジスタ4bit CPU製作とFPGA開発[Vol.1 ノイマン型CPUの設計]，ZEPエンジニアリング株式会社．
（31）オール・トランジスタ4ビットCPUの製作とFPGA開発[Vol.2 CPUの設計]，ZEPエンジニアリング株式会社．
（32）オール・トランジスタ4ビットCPUの製作とFPGA開発[Vol.3 Lチカで学ぶFPGA開発体験]，ZEPエンジニアリング株式会社．
（33）オール・トランジスタ4ビットCPUの製作とFPGA開発[Vol.4 CPUのROM，PC，ALUの設計]，ZEPエンジニアリング株式会社．
（34）オール・トランジスタ4ビットCPUの製作とFPGA開発[Vol.5 ステート・マシンと命令デコーダの設計]，ZEPエンジニアリング株式会社．
（35）オール・トランジスタ4ビットCPUの製作とFPGA開発[Vol.6 CPUの全体統合とプログラムの実行]，ZEPエンジニアリング株式会社．
（36）電子回路のキホン 要点マスタ50，トランジスタ技術，2015年5月号，別冊付録，CQ出版社．
（37）情熱のフル・ディスクリートFMラジオ，トランジスタ技術，2016年1月号 特集 第5章，CQ出版社．
（38）本質理解！万能アナログ回路塾，トラジスタ技術，2017年9月号，連載，CQ出版社．
（39）初等関数と微分・積分，2019年，CQ出版社．
（40）月着陸船アポロに学ぶ確率統計コンピュータ，トランジスタ技術，2019年7月号 特集，CQ出版社．
（41）大解剖！CPUはこうやって動いている，トランジスタ技術，2020年5月号 特集，CQ出版社．
■企画・制作
ZEPオンラインストア
shop.zep.co.jp/
ZEPエンジニアリング
www.zep.co.jp/
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When you decide to take your christmas lights to another level
素晴らしいです。処理の流れが光で可視化されていてアートに近いですね。作業時間七日間で悩みます。可能なら自分でも作ってみたいです。
私は2020年6月から作り始めて完成に約半年かかりました。 拡張するため、いまだにパーツはんだ付けしてます。
That is actually a very smart technique, you have separated each gate into different modules, this could make it easier to understand, I think it's also replaceable like lego bricks, bussing
アキラの世界観に合いそう
What's on the horizon? Exclusive interview with Binance's CEO reveals future insights
My god, that's so cool
Beep beep boop boop beep boop ? Cmon gimme some of that random sound shtuff. Thumbs way up for the meticulous work. Every diode replaced with leds ! Great work
一つの小さい基板の上にトランジスタでNANDが作られて、それによってCPUを構成するロジックとなり、動いるのでしょうか。
まるで生き物の様な錯覚をします。
This is amazing... but what is it modeled after?
これぞコンピュータって感じ
What did you do? :) That is beautiful.
I wish i can do this
Афигеть, вот это технологии! :)
Это лучшая новогодняя гирлянда которую я видел.
サイバーパンクめいてるけどサイバーじゃない、セミコン（半導体）パンク？
wow wow wow wow WOW
Nice
TD-4､､､？
이게 진짜 예술이다
まさしくサイバーやな（´ω｀）
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