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ホーム > 記事サポート > 1738石のフルディスクリートCPU

1738石のフルディスクリートCPUの製作

トランジスタ技術2020年5月号
特集 大解剖!CPUはこうやって動いている
~1738石のフルディスクリート演算回路で魅せる~
[特集執筆]別府 伸耕




↓↓CPUが「
光る」ようす



↓↓CPUが「光りながら走る」ようす


■考える電子回路「コンピュータ」の科学と本質を1738石で魅せる
 AI,IoTのかぎを握るテクノロジがコンピュータであることに疑いの余地はありません.そのしくみ,作り方,そして動かし方を理解し,実践できることは現代の技術者の必須科目でしょう.
 特集では,コンピュータの細胞核「MOSトランジスタ」の基本を学び,最もシンプルかつベーシックな4ビットCPUを全7000点のディスクリート部品で設計します.
 1738石のトランジスタと点滅する1210個のLED群が,イメージ(教科書)の世界でしかなかった「アキュムレータ」や「フリップ・フロップ」,「レジスタ」,「I/O」など,演算のための基本回路の1つ1つが,データを入力,処理,そして出力するようすを魅せてくれます.クロック(可変)を1Hzに落とすと,ロジック・ステータスが刻々と移り変わるようすが演出されます.
 付録DVDには,フルディスクリートCPUを開発した著者本人による基礎解説と実演セミナを収録しました.性能の限界を決めるものとは?なぜ自動的に計算が進むのか?,なぜFPGAで大規模なロジックを組むと動かないのか?
 計算のために生まれたブラックボックス「コンピュータ」の科学と本質がつまびらかにされます.
[目次]
イントロダクション    アポロ宇宙船に学ぶコンピュータの原点
第1章    計算するために生まれた「コンピュータ」
第2章    コンピュータは10種類の論理ゲートで作れる
Appendix1    DVDに動画を収録!フルディスクリートCPU誕生
Appendix2    コンピュータ製作の第一歩!FPGA入門書
第3章    [レベル1]MOSトランジスタの実験
Appendix3   MOSFETの動作原理
Appendix4   MOSFETのゲート・キャパシタンスを測る
第4章
    [レベル2]論理ゲート回路の実験
Appendix5    シュミット・トリガとトライ・ステート・バッファの実験
第5章    [レベル3A]組み合わせ論理回路の実験
第6章    [レベル3B]順序回路の実験
第7章    [レベル4]CPUの設計・製作と実験

[付録DVD-ROMのコンテンツ]
①特集のセミナ動画
[Chapter1]付録基板の作り方(YouTubeで公開中)
[Chapter2]トランジスタの実験
[Chapter3]論理ゲート回路の実験
[Chapter4]組み合わせ論理回路の実験
[Chapter5]順序回路の実験
[Chapter6]CPUの実験(YouTubeで公開中
 Chapter1~Chapter6の動画内容と第2章~第7章の本誌内容を合わせてご覧いただくことで,特集テーマをより深く理解できます.
 
②動画セミナの資料PDF
 「●特集のセミナ動画 Chapter1~6」の解説に使ったプレゼン資料(pdfファイル)を収録しました.プレゼン資料を参照することで,特集テーマのポイントを理解できます.

③FPGA用Verilogコード
 本誌特集で解説するディジタル回路をFPGA上に実装するための「Verilog HDLコード」を収録しました.フルディスクリートではなく,現代らしくFPGAに実装して動かすこともできます.

[付録基板]ディジタル回路ブロック基板
 コンピュータは10種類のロジック回路で作ることができます.本書にはこの10種(全20回路)を作ることができる製作用プリント基板がついています.実際に作ってみたいかたは下記から搭載用部品を購入できます.
 付録基板で作った「ゲート回路」を組み合わせることで,リンク先のディジタル回路の実験(20種類)ができます.
リンク先(←クリック)






■新人教育用キット頒布!
①トランジスタ技術5月号 付属基板用部品セット
…部品のみ!1クリックで手軽に購入
セット内容:5月号の付録基板用の電子部品セット
型名:MTG-2005-OP
販売:マルツエレック
価格:1,800円(税別)
販売日:2020年4月10日(予定)
販売先(←クリック)

②実験セット(S)
…動作チェッカ付き!慎重派のアナタに
セット内容:5月号付録基板(同等品)と電子部品,動作チェッカのセット
型名:MTG-2005-SET
販売:マルツエレック
価格:2,710円(税別)
販売日:2020年4月10日(予定)
販売先(←クリック)

③CPU組み立てキット
…未実装!地獄のはんだ付け1万本ノック
セット内容:4ビットCPUが作れる基板と電子部品,動作チェッカのセット
型名:CPU1738
販売:マルツエレック
価格: 50,000円(税別)
販売日:2020年4月10日(予定)
販売先(←クリック)

④「③CPU組み立てキット」の組み立てサービス
…とにかくフルディスクリートCPUを完成させたい貴方に
内容:「CPU1738」の組み立てサービスです.
納期は1か月から2か月ほどかかることがありますので,マルツエレックまでご確認ください.
型名:BTM-0-AS
販売:マルツエレック
予価:90,000円(税別)
販売日:2020年4月10日(予定)
詳細(←クリック)

⑤本誌+基板+部品セット
…本誌と合わせてまとめ買い!
セット内容:2020年トランジスタ技術5月号+MTG-2005-OP
型名:BTM-C
発売:CQ出版
販売先(←クリック)
予価:2,900円(税別)


■特集の目次とサンプル記事
サンプル記事をご覧いただけます.
https://toragi.cqpub.co.jp/tabid/922/Default.aspx

■セミナ&実演ムービ公開!

本誌の付録DVDに収録されている動画です.内容は,「Chapter1」と「Chapter6」をすべて公開!
Chapter1】付録基板の作り方



Chapter6】CPUの実験

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