【電子工作】CPUをトランジスタで作ろう！#0
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- Опубликовано: 22 ноя 2019
- 今回は解説のみです～
次回はまず加算回路の製作になります
「これを作ってほしい！」というものがりましたらコメントで教えてください～
できそうなものは作りたいと思います！
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このシリーズ
• 「cpu」を「トランジスタ」で作ろう！
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訂正
1:27 〜
❌(10進数では 1,2,3,4,5,6…)
⭕️(10進数では 0,1,2,3,4,5…)
すみません…😅
大丈夫。間違っていることはみんな分かっていたけど、指摘するような無粋なことはしないから。
現代の日本人に足りない「原理」を分かり易く見せてくれてありがとう。
来年から小学校でもプログラミング教育が始まるけど、「そういうことじゃねぇ」感があって日本の未来に憂いあり。
@@chi_yi_ming 文部科学省の偉い人が一生懸命考えた結果があれなんだから、今の日本はお察しだよね。お偉いさん世界狭すぎ。
kob kob どゆこと？小学生ってプログラミングやらない方がいいの？
@@user-nx9iq7il3h 小学生にプログラミングさせることは悪いことではない。
判ってない（または判ってない事を分からない日本の大人）が
プログラム教育という不毛な要領やカリキュラムを組むことで
子供たちの貴重な時間とお金が失われるという現実。
この解説は、基本情報技術者試験の午前問題で役立ちます
図式のイメージができるようになりました
昔、３０年以上前にTTL回路で金種計算や釣り銭計算、簡易電卓を作って
いました。発光ダイオードがチカチカ光った時は何だか感動したな。
TK-80がまだ家に有る。wara
wara
おおっ！「電子立国日本の自叙伝ー電卓戦争ー」を地で行った人。
ノイマンってスゴイよね。〇□のベン図から足し算回路を作り、足し算から四則演算を作り、掛け算から積分、割り算から微分、テキスト、画像、音声、動画・・・新しい世界を作った
この作ろうとしている計算機はノイマン型と言えるのかな？
ノイマンがすごいていうことを言っているだけだから⬆関係なしwwwwww
@@kou2349 ？
これは興味深すぎる
ぜひ投稿続けてください
おお！トランジスタでCPU作成！ロマンがあっていいですね
次回が楽しみです！
応援します！最近もcpu構造や原理の本読んでるがビデオがあればもっと理解しやすくなるかなって思います！
今は電子回路シミュレータで作ってます！
面白かったです！続きたのしみにしてます！
すごくいいネタ！続編楽しみです。
この内容がRUclipsで学べる喜び。
ほんとに幸せの頂点みたいな感じです
動画あげて下さりありがとうございます！
とても理解しやすかったです。今後の制作に期待しています。
あ、本物だ…
これは良い動画シリーズになりそう
頑張ってください
素晴らしい！
次回が早く観たい！
こういうのホント助かるし面白い
壮大な挑戦ですね。応援してます！
こんな複雑なものを設計、量産できるamdとかintelってすごいなぁ
で、そのamdやintelの設計で実際に量産ができるのは、日本の新光電気工業って会社くらいなんですぜ。
koushidou イビデンを忘れるな
＿人人人人人人＿
＞ TSMC ＜
￣Y^Y^Y^Y^Y￣
しかも小さく
@@koushidou アホ発見。intelのCPUを製造しているのは言うまでも無くintel。
恥ずかしいから日本スゲーﾎﾙﾎﾙデマに一々騙されないように。
「コンピューターはゼロとイチで情報をしょりしてるんだぜ」
っていう話が、丁寧な解説でようやっとイメージ出来る様になった(*'ω'*)
何処まで話についていけるかわからんが、続き超楽しみです。
ものすごい大変な作業になると思いますが頑張って下さい！
知識ないけど見るの楽しいのでみてます！w
ずっとトランジスタの仕組みがわからなかったのでありがたいです
なかなかこういう動画は外国に比べて少ないので、助かります！！
海外にはあるの。。。ググっても出てこなかったのに(´・ω・`)
今までCPUは未知の領域だったので参考になりました。私も作ってみたいと思いました！
そんな考え方をしてるんですね
わかりやすい解説ありがとうございます。
次の動画も楽しみにしています。
すごい！
いまOSを自作しようとしているんですけど参考になりそうです！
自分が分り切ってる事を、丁寧に説明するって凄く面倒くさいですよね。
分かりやすい解説で、面白かったです。
次回楽しみ
応援してます！
コンピューターの基礎ですかね？
一応電子工学科と情報処理科に行っていたのですがチンプンカンプンだったので動画を見て理解を深められたらなと思います。
今後も楽しみにしています。
これは名作の予感
論理回路がすごく分かりやすいです！
工学部に入ろうかなと…
すごく分かりやすかったです！
今までトランジスタの増幅とかスイッチングが面倒だったのでICでやってましたが
参考になりました！
データーシートには「内部等価回路」が
示されているから興味があれば
これを単体部品で再現してみるのも勉強になりますよ。
すげえわかりやすい
また新しいユーチューバーが生まれた！
楽しみにしてます。
ハードは素人だがアセンブラ経験あるおかげでギリギリ理解できた
家電販売員です。
基礎を学ぶために過去動画を閲覧して
登録させて頂きました💖
Z80機械語ハンドアセンブルを小学生の頃からやり込んでた身としては、CPUの複雑さは骨身に染みて解ります。
バイポーラだけで組むとか、ああ、恐ろしすぎます😱
尊敬。
私は高校の授業で作ったワンボードマイコンを動かすので精一杯でした！
メンテしつつ完動状態のMSXがまだうちにあります。
電子工作始めた頃、グランドの意味がわからなくて銅板とか地面にぶっさせとでも言うのか？💢って思ってたw
こういう動画とか記事もっと早く見つけたかった
すばらしいですねえ。ウチの学科...電子工学...では初めの一歩として、ブレッドボードを使い、2年でまさに動画のような体験をさせています。学生に紹介したい動画です。
大学の講義でAND-OR論理回路よりNAND論理回路の方がコストが削減できるとはこういうことだったんですね
面白いです
身近にNANDのICばっかりあるのもこういうことだったのか
分かりやすいです、チャンネル登録しますた
何この、畑からお米を3合作ろうみたいな途方もない動画は…
すげぇ…
確かにトランジスタの仕組みの理解には有効ですが、現在では構想のみで充分なのでは？
なるほど、RYZEXを作るんですね。
@【ゆっくり解説系】さえろんさん
ZEXさんという人が作るので、RYZENっぽくRYZEXと書かせていただきました。
以前はリレーを使ったCPUライクなシーケンサー。
今度は本腰入れてのトランジスタでCPU組むのですね
楽しみにしてます
応援してます。
うまくいくとおもいながらせいいっぱいぶんしょうにしてみました、今の心を伝える文字列はそれで
手一杯でした、つたわれたならまんぞくします。
初めて接したコンピューターは
日立のHitac8250
CPUは箪笥 HDDは洗濯機でしたね
ハイタック、メルコム、ニアック、トスバック、ファコム、オキタックみんな懐かしい名前です。
HDDのアクセスはスゲー音がしてチョット怖かったですね。
@@nakaedaelc
ガッ！ゴゴガッ！ゴガ───
現代でmm単位のCPUを見る日が来るとは思わなかったw
勉強になります！
わかりやすい！
AND,NOR回路を自分で作ってみます
入力側ですが、そこに発光ダイオードを入れると、ダイオードの順方向電圧降下以上の電圧がトランジスタのベースにかからないので、トランジスタの種類によっては動作が安定しないかもしれません。
わかりやしい解説です。次の動画を楽しみに待ちます。
ちなみに個人的な考え方なんだけと，倫理回路について各機能回路間の同期が必要です。うｐ主の昔の装置がうまくできなかった理由はおそらくトランジスタのバラ付きで，同期が失敗したことだと考えられます。
自分も小学生の頃同じような事をしようとして、結局どうトランジスタを利用してよいか分からず挫折したんですよね。そのため、結局夏休みの工作として、74HC○○シリーズのLSIを使って4ビット加算器を組み込んだんですけれど、なんとノート２冊分の面積、ブレッドボードで組み込むのに用したので、もしトランジスタで1から作ろうとすると、とてつもなく複雑な基盤の配線になりそうですね。これからどうなるか楽しみです。
以後、「CPUの創りかた」という本に出会って組み込んでみたのですが、こちらもICチップで組み込んだにも関わらず、A4用紙サイズにびっしりでしたので、トランジスターonlyとなると、もはや根性と気合いが試されそうですね。
マインクラフトで論理回路を
作ったことだけはありました！
今大学でやっている事ばかりで 復習になります!
7:40 8:09
世の中にはピン配置が逆のひねくれたヤツもあってだな...
(そのせいで12個近いトランジスタを全て逆接続したことがある)
頑張って、応援します
「CPUの創りかた」を思い出しますね。あちらはICを使って楽をしてましたが、それでも実際に作るとなると…。トランジスタのみとなるとさらに大変なわけで、これからどうなって行くか楽しみです。
ロジックICとメモリを組み合わせれば、ほんとにいまのノイマン型コンピュータになっちゃうからね。
おいらも読んだよ。面白かった。イラストがちょっと買いずらさを助長したけど。（笑）
高校の時習ったわ けど 45年前 電源を切ると消えてしまうメモリーしかなかった。青色LEDもまだなかった。メモリーはトロイダルコアでできていた。タイプライタの横にテープリーダー テープ穴あけ機が付いていた。機械的なコンピュータを授業で使った 懐かしい フォートラン コボル そのあと ベーシック
人工衛星のメモリは宇宙環境に耐えられるよう未だにトロイダルコアを使っているらしい
英語動画だと技術系は凄く詳しく解説してるのが多い
日本語だと概要ばっかりだけど
ひとひとつの要素は難しいものではないんだけど、これらを組み合わせてCPUにするとなると…
若い頃に夢想して膨大な作業量を目の当たりにして諦めました
尊敬します
すみませんただ友だちに為りたい気持ちでいっぱいですｗ
TTLでZ80再現してたの昔あったなぁ
ｎ進数の一桁を保持する記憶回路の数、まあスイッチ回路の数が最小のものはe（自然対数の底）であり近い整数、2、3のうち
一つの回路で桁の表現出来て楽だから２進が採用されたと聞いた事あります。電子化初期の頃からしばしメモリ高価でしたし
実装密度、その手間、信頼性考慮すると、実験的に3進の計算機とかあったかもですね。
回路記号懐かしいわ✨
手書きで解説ええな
ワンボードマイコンＴＫ－８０世代には懐かしい動画です。雑誌を参考にインターフェースを作り…
チャンネル登録しました。最後まで見届けるつもりですので、よろしくお願いいたします。
クオリティ高いなぁ
完成したらファンタジスタですわ
だ､誰が上手いこと言えと…
そこまで上手くn…((殴
嘘ですごめんなさい
それぞれの回路についても解説動画を別に出して欲しい
応援しています。
今主流のノイマンアーキテクチャじゃなくて、データとプログラムの空間が分離したハーバードアーキテクチャなんですね。
ノイマン型はキャッシュがほぼ必須となってしまったり
ROMへの書き込み回路はとても複雑なので
今回は見送りになりました…
でも、いつかは必ず実現して4bitPCを作成します！
@@zex9395 ノイマン型でも昔のCPUみたいにキャッシュは不要では。ただ、トランジスタで組むなら、ハーバードアーキテクチャの方が制御は楽かもしれませんね。物量は増えそうですけど。普段Verilogばかり見ているので、こういうのを見ると楽しいです。これからの展開も楽しみですね。
始めて作ったのは８０８５A使った記憶があります。
あれから時は流れ、メイン機のＲＹＺＥＮ２４００Ｇの普及型でさえ
当時のン倍の性能なのだろうか？
次は、LEDとCDSで
量子トンネルダイオード？
すばらしい！ トランジスタで論理回路を大量生産するなんて・・・・・。
４ビットとしても、加算回路だけで何個必要なのでしょう？ レジスタもいくつか必要だしね～
命令はいくつ？ すごく興味あります。がんばってね～
@@monaka1514 加算回路はANDとXOR1つを組み合わせたharf adderを2つとOR1つをbit数分つかうので、(NAND3+NOR4+NOT2)×4=(4×3+4×4+2×2)×4=32×4=128なので128個ですね。じつはこれにNOTを足せば、AND・OR・XORの出力がとれるので、これにBufferとNOTを追加すればALUとして十分使えます。なので(4bit)ALUとしてはせいぜい100～200程度でしょう。
仕事で古い試験機を修理しなければということがあった。CPUはZ80系だったかもしれない。周辺回路にはTTLではあったが、なんとRTLも使っているではないか。４0～50年前はそんなものだ。
解説の論理回路,ICではなくトランジスターで組むとか、それだけでも膨張してしまいそう。
最小のCPUユニットはどんなものでしょうか？
トランジスタ間違えて200個買っちゃったからなー作ってみよっかなー
FPGAではなくトランジスタ、ディスクリートで作るとは凄い！フェッチサイクルの説明とかもするのかな… で何ビットCPUなんでしょ？
ずっと昔のNHKスペシャルで、集積回路の発明者が「私が集積回路を思いついたのは、私が面倒臭がりだったから(笑」って言ってたなあ～
シリコン板の上にトランジスタを大量に並べて作り込み、それを１つ１つに切り分けてフレームに載せ、足を付け、樹脂で固めて1つのトランジスタ製品として出荷するけど、ユーザーはそのトランジスタを基盤にいっぱい並べて配線を繋いで回路を作る…
わざわざバラバラにした物を、また並べて繋ぐなんて二度手間で面倒臭いから、バラバラに切り分けないで、シリコン板の上でトランジスタ同士を配線しちゃえば楽じゃん♪
って事だったらしい(笑
その内、シリコンを使えばダイオード、トランジスタ、抵抗、コンデンサーも作れる訳で、「いっそのこと一枚のシリコン板の上に、全部の部品を並べて作っちゃえば良い！と言う結論に達したそうです。
すげー
こんなの考える人も作る人もすごい
トランジスタをスイッチ素子として捉え、論理回路を作ろうとした最初の人類に言いたい。
今の日本人は一定数「スマホがあれば十分」という人種が居るということを。
ＬＳＩなどの開発に関わっていた方かな！
80年代中ごろはＮＣ工作機械等が普及したころで同時に従来型のシーケンス回路もあった。制御盤内はリレーが沢山配列されてあった。機械が故障すると回路図と配線を追いながらダメになった部品を探していた。私は機械系なので電気屋さんとコンピューターの話をしながら、制御回路もＰＣのように簡単に書き換えることができればいいねーなどと話していたことを思い出す。
確かに出来るけど、これを実際にやろうとするのは興味あるw 良い意味で馬鹿で好きw続き楽しみにしてます。
少し内容にコメントを。。。
他の方の意見にもあったけど、プルアップは抵抗じゃなくてPNPを使うのはどうですか？無駄に電流が流れ続けちゃいますし。アウトプットの電圧も気にしなきゃいけなくなるし。。
それとか、完全にデジタルでスピードもそんなに必要無いならCMOSの方が安定するんじゃ無いかな？
nor回路はAとBがそれぞれトランジスタのベース？につなぐんじゃなくて、まとめて一つのトランジスタに繋げるのはダメなんですか？
DTLならばダイオードだけで、ANDとORがつくれます。
NOT回路であればトランジスタ1個で作れます。
簡単な回路なので、気になる方は調べてみてくださいね。
というか CPUは大規模やけどちっこいトランジスタだったはず｡
デジトラっていうベース抵抗内蔵のトランジスタ使ったら回路を少し簡略化できますよ。
せめてTTLかCMOS使ってほしいかも あんまり多機能な回路は禁止みたいな縛りでもかなり大変だと思うよ
大変だと思いますが、論理回路をトランジスタで置き換えたものも解説してほしいです。
ベースコレクタエミッタ久しぶりに聞いたなあ。
VVVFインバータとか作れませんかね…？
2:53論理回路と言われて咄嗟にマイクラを思い出した僕は末期
マイクラで回路弄ってたらこういうの把握しやすいし、逆も然りだよね
@@user-vm5ws3jt1l そうだね。トーチを刺すだけでNOTが作れるってのがまたシンプルでいい
８ビットのＣＰＵでもタタミサイズのブレッドボード特注して、電力足りますかね？発熱とか電圧降下とか。
って、いろいろ考えて辞めちゃう人がほとんどの中、チャレンジする精神に敬服します！
チャタリング回避の為にシュミットトリガとか(無駄に)FF挟むのか…の前段階で詰むと…
昔々には、「アナログコンピューター（計算機）」
と言って、電圧値そのものを１０進数として扱う
方式もありました。
このために用いられていたのが「オペアンプ」です。
まあ、今はオペアンプは「高性能増幅器」としての
使い方になっていますがね。
オペアンプの起源って計算機だったんだ。それはびっくり
@@kimiwad7068 正確に電圧を足したり引いたりするのに精度のよい（ひずみの少ない）増幅器が必要だったんだ。
「理想増幅器」とも言われる。
ファジイといって、電圧をわざとランダムにして、自然に近い水流や気流を生み出すものが平成で普及した。(現在では当たり前のため標榜しない)
カソードって'C'じゃ・・・？
と思ったらドイツ語でしたか。
2:08量子コンピューターは1と0の二つの情報を重ねることのできるので
少ないbitでも大量の情報を扱うことができる