Чи є назва "мікросхеми, з яких можна побудувати процесор"?

Деяким людям подобається створювати «домашні» процесори з більш простих ІМС.

Чи є назва "мікросхеми, з яких можна створити процесор, якщо їх у вас достатньо"? Чи існує назва для інших мікросхем, "чіпи, з яких не можна скласти процесор, незалежно від того, скільки у вас є"?

Можна створити ЦП із достатньо великої кількості 4: 1 мукс-фішок ( мультиплексори - тактичний Nuke of Logic Design ). Можна створити ЦП із (дещо більших) кількостей 2-дюймових воріт NAND. Або з 2-х воріт NOR. Або з декількох (можливо, одного) CPLD або FPGA.

Однак,

Один процесор не може побудувати лише з 2-х воріт XOR. Неможливо побудувати центральний процесор виключно з логічної діодної резистори . Неможливо побудувати центральний процесор повністю виключно на байдарках типу D.

Чи є якийсь термін або фраза для розмежування цих двох категорій мікросхем, які менш незручні, ніж "чіпи, з яких можна створити процесор"?

digital-logic cpu

— Давидкарі
джерело

Проблема у мене з цим питанням (що означає , може бути , ви можете поліпшити його, або я що - то відсутня), що ви розмитості від того , як Ви оцінюєте бути в змозі , щоб «побудувати CPU» з. Це питання щодо дизайну (логіки) чи питання сім'ї ІС? Ви хочете визначити логічні вимоги, щоб створити повний комп'ютер Тьюрінга?

— mctylr

@mctylr: Так - Як ви називаєте тип мікросхем, як-от 4: 1 mux, який дає змогу повністю створити комп’ютер Тьюрінга повністю з цього чіпа? Я підозрюю, що в кожній сім’ї ІС є ІМС, з якого (у достатній кількості) можна побудувати комп’ютер, повний Тьюрінг; і має деякі інші ІС, які, поодинці, є недостатніми для створення комп’ютера, що повністю завершує Тьюрінга. Яку термінологію я можу використовувати, щоб відрізнити чіп першого типу від другого типу мікросхеми?

— davidcary

пов'язано: Чи існує назва "фізичних речей, з яких можна побудувати машину Тюрінга"?

— davidcary

@reemrevnivek: Я думав, що "діод" має щось спільне з "логікою діода-резистора".

— davidcary

Відповіді:

Вам потрібно вміти робити НЕ і один з І АБО. Використовуючи закони Деморгана, будь-яка з цих функцій може бути перетворена в іншу, а звідти у всі інші логічні функції.

Це відомо як функціональна повнота або виразна адекватність. Компоненти або функції, що створюють таку систему, називаються функціями Шеффера (після Генріха Шеффера, який опублікував доказ на цю тему) або єдиними достатніми операторами.

Цікавим є також той факт, що ви можете об'єднати квартет воріт NAND, щоб зробити фліп-флоп типу D, а звідти комірка пам'яті, яка також потрібна для створення повноти Тьюрінга.

Стаття ProofWiki з цієї теми добре читає.

— Кевін Вермер
джерело

Одна особа на сторінці обговорення функціональної повноти у Вікіпедії стверджує, що ворота Фредкіна не є функціонально завершеними (оскільки якщо застосувати всі 0 входів до однієї або декількох воріт Фредкіна, підключених до будь-якого можливого розташування, ви ніколи не зможете отримати 1 на будь-якому виході), а інші стверджують, що ви можете побудувати процесор повністю з воріт Fredkin. Тож ворота Фредкіна насправді є "функціонально завершеними", чи я шукаю якусь більш широку категорію, яка включає "функціонально повну", а також ворота Фредкіна?

— davidcary

@David - Це трохи поза темою, але якщо ви прочитаєте статтю про ворота Фредкіна, то виявите, що ворота Фредкіна мають властивість міняти останні два біти, якщо перший біт дорівнює 1, а також він є оборотним. Якщо ви дозволите жорстке кодування 1 і 0, легко отримати будь-яку іншу логічну функцію за допомогою декількох воріт Фредкіна. Однак якщо ви дозволите жорстке кодування, це вже не оборотно, і, отже, не є правильними воротами Фредкіна (на думку деяких). Оборотність - це категорія, незалежна від функціональної повноти, і я думаю, що функціональна повнота є достатньою для вашої проблеми.

— Кевін Вермер

Якщо застосувати всі входи 0 до одного або декількох муксів 4: 1, підключених до будь-якої можливої схеми, ви ніколи не зможете отримати 1 на будь-якому виході. Тож чи є мукс-чіп насправді "функціонально повним", хоча він ніколи не згадується на тій чудовій сторінці ProofWiki, чи я шукаю якусь більш широку категорію, яка включає "функціонально повний", а також мукс-фішки 4: 1?

— davidcary

@David - Мукс 4: 1 - це спеціалізований пристрій, знайдений в електроніці. У галузі електроніки ми рідко, якщо взагалі, зацікавлені збирати комп'ютер повністю з одного типу ІМС, а також у галузі теоретичної інформатики (область ProofWiki та термін "функціональна повнота"), мюкс та інші спеціалізовані ІМ збираються зі стандартних логічних воріт. На цій нічиїй землі я думаю, що ти маєш визначити власні умови.

— Кевін Вермер

@reemrevnivek: Виробляючи продукт, це часто економить час, гроші та місце для зберігання, щоб використовувати кілька видів загальних компонентів, які я можу придбати оптом у кількох виробників, а не окремо "оптимізувати" кожну деталь та використовувати суперспеціалізовані компоненти які корисні лише в одному місці одного продукту, і виробник якого, швидше за все, оголосить це «більше не рекомендується для нових дизайнів» через пару років. ps: коли-небудь чули про Cray-1 або модуль керівництва Apollo? Все, крім пам'яті повністю від одного типу ІМС.

— davidcary

Набір "мікросхем, з яких можна побудувати комп'ютер", можна зібрати на комплектації Тьюрінга . Решта не можуть.

Всі логічні ворота можуть бути зібрані з наборів або тільки NAND, або тільки NOR-воріт. Якщо ваш ІМС може діяти як один із них, він може бути перетворений на машину Тьюрінга.

Я не знаю конкретного терміна, який би описав такий набір.

Ці питання також можуть допомогти:

/programming/4908893/what-logic-gates-are-required-for-turing-completeness

/programming/7284/what-is-turing-complete

— Тобі Джеффі
джерело

Відмінно. Отже, один з типів мікросхем - це "чіп, який може діяти як як ворота NAND, або діяти як ворота NOR, або обидва", а інший тип мікросхеми - це "мікросхема, яка не може діяти як ворота NAND", і він не може діяти як ворота NOR ". Концептуально набагато простіше. Це, мабуть, адекватно, але я сподівався на фразу, яка трохи згорнула мою мову.

— davidcary

Я згоден з думкою, що мультиплексори 4: 1 є чудовими. Пару років тому я реалізував контролер пам'яті з комутацією 8K для Atari 2600 за допомогою одного 74xx153 / 74xx253 та схеми відключення RC. Контролер повинен забезпечити вихід, який є зворотним входом A12, і він повинен фіксувати A6, коли A11 високий і A12 низький. "Повернувшись до дня" (на початку 1980-х рр.), Картриджі, що перемикаються, використовували б або спеціальний кремній, або три мікросхеми TTL; використовуючи нестандартний 74xx153, однак (який був доступний тоді) роботу можна виконати в одному чіпі.

— суперкат
джерело