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[技術解説記事]オール・トランジスタ4ビットCPU製作とFPGA開発[Vol.1 ノイマン型CPUの設計]～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【MZ-1738-DA1】 ※在庫限り品

[技術解説記事]オール・トランジスタ4ビットCPU製作とFPGA開発[Vol.1 ノイマン型CPUの設計]～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【MZ-1738-DA1】 ※在庫限り品

取扱い終了のお知らせZEPエンジニアリング社の製品は取り扱いを終了いたしました。製品のご購入やサービスに関するお問い合わ...
メーカー名：
型番：
MZ-1738-DA1
品質ランク：
M1

[技術解説記事]オール・トランジスタ4ビットCPU製作とFPGA開発[Vol.1 ノイマン型CPUの設計]～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【MZ-1738-DA1】の概要

取扱い終了のお知らせ
ZEPエンジニアリング社の製品は取り扱いを終了いたしました。
製品のご購入やサービスに関するお問い合わせは
直接、ZEPエンジニアリング社へお願いいたします。

【ZEPエンジニアリング株式会社HP】https://www.zep.co.jp/contact_us/index.html

本商品は、CPU組み立てキット【CPU1738】を詳細解説した有料コンテンツです。


【関連製品】



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▼▼▼コンテンツサンプル（ご購入いただけると全て情報を閲覧できます）

[著] 別府 伸耕 (リニア・テック)

【Index】
■フルディスクリートのシンプルなCPUを作る

●FPGA入門の第一歩！コンピュータの心臓部を手作りする
●ディジタル回路ブロック
●CPUの設計方針

■CPUの仕様を決める
●定番アーキテクチャ「ノイマン型」を採用する
●メモリ
●CPU
●I/O
●製作するCPUの目標スペック

■CPUのアーキテクチャを決める
●必要な要素を付け足しながらアーキテクチャを完成させる
●算術論理演算装置(ALU)
●レジスタ(A REG、B REG)
●入出力回路(I/O)
●プログラム・カウンタ(PC)
●ROM
●命令デコーダ(ID)
●ステート・マシン
●アーキテクチャの完成

■CPUの命令仕様を決める
●CPUで扱うデータ・フォーマット
●命令セット・アーキテクチャ
●機械語とニモニック
●アセンブリ言語とアセンブラ
●高級言語とコンパイラ
●各命令の概要

■コラムA　使用するFPGAと開発環境
■コラムB　FPGAの実験用の基板の製作
■コラムC　割込み機能を実現するアドレス保存回路「スタック・ポインタ」


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【本文サンプル】

①フルディスクリートのシンプルなCPUを作る

■FPGA入門の第一歩！コンピュータの心臓部を手作りする

●1738個のMOSFETで作る
　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)。
　写真1に示すのは、これから作るCPUをキット化した「CPU1738」です。このCPUキットには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。
　このキットは現在マルツエレック社から発売中です(https://www.marutsu.co.jp/pc/i/1633082/)。具体的な組み立て方法などは商品のマニュアルを参照してください。

●FPGAを使った設計例も解説
　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。
　本技術解説シリーズの主旨は「トランジスタだけで構成されたCPUを作ること」ですが、それと平行してFPGA上に同じ機能をもったCPUを実装する方法も解説します。使用するFPGAや開発環境についてはコラムを参照してください。(つづく)






●開発者/著者　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)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．
(2)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．
(3)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．
(4)初等関数と微分・積分，2019年，CQ出版社．
(5)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．
(6)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．

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以上お買上げの場合は送料無料。
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箱番号の使い方

【標準梱包形態】

標準の梱包は、Digi-Keyがメーカーから受け取る最小の梱包サイズです。 Digi-Keyの付加価値サービスにより、最小注文数は、メーカーの標準パッケージより少なくなっている場合があります。 梱包形態（リール、チューブ、トレイなど）は、製品を少量梱包に分割する際に変更される場合がありますので、ご了承ください。

【梱包形態】

テープ＆リール

テープ＆リールは、メーカーから受け取った未修正の連続テープのリールです。 リーダおよびトレーラとしてそれぞれ知られている最初と最後の空のテープの長さは、自動組立装置の使用を可能にします。 テープは、米電子工業会（EIA）規格に従いプラスチックリールに巻き取られます。 リールサイズ、ピッチ、数量、方向およびその他詳細情報は通常、部品のデータシートの終わりの部分に記載されています。 リールは、メーカーによって決定されたESD（静電気放電）およびMSL（湿度感度レベル）保護要件に従って梱包されます。

カットテープ

カットテープは、ご注文部品の数量を正確に含むリール（上記）から切断された長さのテープです。 カットテープにはリーダーやトレーラーが含まれていないため、多くの自動組立機械には適していません。 テープは、メーカーによって決定されたESD（静電気放電）およびMSL（湿度感度レベル）保護要件に従って梱包されます。

Digi-Reel®

Digi-Reel®はお客様のご要望の数量を連続テープでリールに巻いて販売するものです。Digi-ReelはＥＩＡ（米国電子工業会）規格に準拠し、テープには18インチ（約46cm）のリーダーとトレイラーを付けてプラスティックリールに巻いて販売いたします。Digi-Reelはお客様からご注文を頂いてから作成されますが、対応している製品のほとんどは当該製品の在庫から作成され即日出荷されます。在庫不足等の理由で出荷が遅れる場合は、お客様に別途ご連絡を致します。
リール１巻きについて｢リーリング手数料」が加算され価格に含まれています。