Montei uma CPU de 4 bits

Introdução

Fala pessoal, tudo bom? Acompanho as discussões do Tabnews diariamente, mas até então nunca havia de fato feito uma postagem. Entretanto, como recentemente finalizei a montagem de um processador de 4 bits em um simulador para a faculdade (o projeto foi feito em grupo, mas eu que realizei a montagem da CPU no simulador), decidi que seria um bom tópico para estrear o meu perfil, sendo que inclusive já vi vários usuários aqui da plataforma comentando sobre a importância do conhecimento da base da computação. Apenas para fins de curiosidade, curso Análise e Desenvolvimento de Sistemas na Fatec de uma cidade no interior de São Paulo. Inclusive, minha experiência com as aulas tem sido excelente ao longo desse primeiro semestre de aprendizado.

As aulas e a arquitetura da CPU

Dentre as matérias que tivemos nesse 1° período da faculdade, duas introduziram e construíram os conceitos necessários para então montar esse processador de 4 bits, e foram elas: Arquitetura e Organização de Computadores e a matéria de Laboratório de Hardware. Na primeira matéria tivemos muito contato com bases numéricas e eletrônica digital, bases que vieram antes do estudo do processador em sí. Já na de Laboratório de Hardware, as aulas foram voltadas para o estudo da história da computação e principalmente para o entendimento geral das peças do computador, mas sinto que um pouco mais voltado ao estudo do processador, além disso, também estudamos bastante algumas arquiteturas computacionais, como a de Von Neumann, além da construção das peças do processador em um simulador diferente, nesse caso, o Tinkercad (Isso após iniciar os estudos da CPU na outra matéria).

Falando agora sobre o processador, é interessante acrescentar que sua arquitetura foi desenvolvida pelo professor com base em um livro do Andrew S. Tanenbaum: Organização Estruturada de Computadores. Confesso que não cheguei a ler a obra durante o período dos estudos, mas vou com certeza tirar um tempo nas férias para entender um pouco melhor sobre o funcionamento do projeto que fiz.

Apresentação do processador

Então para não ficar só no texto, gravei um vídeo apresentando o projeto da CPU, esse que inclusive vale 1 ponto a mais na média final kkkkkkkkkkkkkkkkkk. O áudio não está com a melhor qualidade do mundo, mas é assistível pela experiência. Segue o link do vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=Bzo8MWVpkvA Inclusive, foi o vídeo que me motivou a postar aqui na plataforma.

Aguardo suas opiniões, dicas e tudo que acharem necessário nos comentários, estou aqui para aprender. Espero que tenham gostado

Bem legal. Ainda não vi o vídeo, mas adorei. Estou pensando em fazer algo assim (construir mesmo, parece que só fizeram o projeto, não a fabricação - pensei até fazer com transistores, sem CI). Espero que poste mais sobre coisas assim.

De que cidade você é?

Conforme for eu atualizo o comentário depois.


Farei algo que muitos pedem para aprender a programar corretamente, gratuitamente. Para saber quando, me segue nas suas plataformas preferidas. Quase não as uso, não terá infindas notificações (links aqui).

Isso mesmo Maniero, fizemos só o projeto no Circuitmaker2000, mas não chegamos a usar só transistores, acredito que não daria tempo de concluir o projeto, mas todas as macros da CPU (ULA, MIR, etc) foram feitas usando portas lógicas convencionais, não são como os circuitos integrados do circuitmaker, por exemplo. Quanto à cidade, sou de São José do Rio Preto, conhece? E quanto ao conteúdo, fico feliz que tenha gostado, pode ter certeza que vou continuar a postar coisas relacionadas aqui no Tabnews.
Conheço sim, daqui um tempo (acho uns dois anos) passarei por aí por uns dias :D Ficou legal, me deu umas ideias. Obrigado.

Analisando a postagem acredito que irá gostar de jogo/simulador de circuitos

Virtual Circuit Board https://store.steampowered.com/app/1885690/Virtual_Circuit_Board/ https://www.50gameslike.com/games-like/virtual-circuit-board

Não fazia ideia dessa quantidade de simuladores que existem, muito menos na Steam, alguns parecem ser até mais gamificados. Gostei muito da maioria
Existe um chamado Crumb também, no momento há poucos componentes, mas parece que o autor vai lançar o Crumb 2.0, espero que seja melhor e tenha muito mais componentes.

Que demais! Sério! Sou apaixonado por essa parte low-level!

Lembro no passado quando tentei montar uma CPU super simples e limitada utilizando Arduino, LEDs e relés. Apesar de ter toda ideia na teoria(registradores, ALU, RAM, bus de dados), na prática foi desafiador, e no fim acabei deixando de lado.

Por bastante tempo estudei também sobre Assembly para os processadores da familia 68000 da Motorola com o intuito de saber como eram feitos os jogos para o Sega Genesis/Megadrive. Lia livros e manuais técnicos de arquitetura de consoles e PCs da era 8 e 16 bits.

Seu post me inspirou a voltar a estudar sobre e talvez fazer algum projeto paralelo.

Obrigado por contribuir!

Cara, muito legal ver que consegui inspirar alguém, de verdade, agradeço pelo seu comentário! Também tenho vontade de passar esse circuito para a forma física, talvez até com circuitos integrados, mas vamos ver o que o professor diz sobre a ideia. Pode ter certeza de que caso eu faça, vou lembrar de postar aqui por causa de você.

Muito massa!

Já tentei simular um MOS 6502 antes via software, então aqui vai minha perguntinha:

Alem da suas aulas, óbvio, onde você encontrou assunto sobre isso? é muito escasso na internet.

Olha, todo conhecimento sobre esse assunto só obtive lendo artigos, livros e canais em inglês. Realmente o material em português é escasso e raso demais. Por isso aprender inglês é quase obrigatório.
Cara, é igual o Gabe disse aqui embaixo, você vai achar mais sobre essas coisas em livros, igual a obra que utilizamos durante as aulas (Organização Estruturada de Computadores do Tanenbaum). Se fosse para te indicar alguma fonte para esse tipo de conhecimento, com certeza seriam livros similares e/ou artigos voltados para essa área. Eu mesmo não consegui encontrar quase nenhum vídeo sobre o CircuitMaker2000, aplicativo que utilizamos para a simulação.
Exatamemte! Conteúdos assim somente em livros e manuais. Quem faz curso superior, principalmente em universidade pública, tem a sorte de ter acesso a bons livros em português. Fora disso só material em inglês.