深入了解AMD Am2901處理器

目錄

1. 前言
2. Am2901處理器的介紹
3. Am2901處理器的應用範圍
4. Am2901處理器的工作原理
5. Am2901處理器的結構分析
6. Am2901處理器的ALU功能介紹
7. Am2901處理器的製作工藝
8. Am2901處理器的歷史地位
9. 結論
10. 參考資料

前言

感謝各位觀眾對本次影片的支持，本次影片是由NHTi項目團隊贊助的。我們將深入探討Am2901處理器的設計和原理，讓大家對這款處理器有更深入的了解。

🚀 Am2901處理器的介紹

Am2901處理器是於1975年由AMD公司推出的一款處理器，它屬於一種稱為位片處理器（bit-slice processor）的處理器。每個芯片只能處理4位，但多個芯片可以組合在一起以產生更大的字位。這種設計方式在1970年代和1980年代非常流行，特別用於製作16位、36位或64位的處理器。

Am2901處理器的應用範圍

Am2901處理器在各種系統中被廣泛應用，包括Battlezone視頻遊戲、VAX-11/730迷你計算機、施樂Star工作站和F-16戰鬥機的Magic 372電腦。其中最快版本的Am2901C處理器使用了一種稱為固漏極耦合邏輯（emitter-coupled logic，ECL）的邏輯系列，以實現高性能。

Am2901處理器的工作原理

Am2901處理器使用位片處理器的方式來支援任意的字位長度，通過將指令分解為多個微指令並存儲在微指令只讀存儲器中，從而實現了多芯片的組合運算。每個微指令都由位片處理器芯片執行算術或邏輯操作，同時由控制芯片（如Am2910）控制位片芯片的操作。位片處理器的設計既保留了TTL芯片構建處理器的速度優勢，又減少了芯片數量。位片處理器還提供了比微處理器更高的靈活性，允許設計師自定義指令集和其他架構特性。

Am2901處理器的結構分析

Am2901處理器芯片的最大的功能模塊是中心的存儲器，其中包含16個4位寄存器。存儲器周圍的左右兩側是讀寫存儲器的驅動電路。該芯片的算術邏輯單元（ALU）負責執行算術或邏輯操作，並通過分段運算和結果緩衝處理電路將結果發送到輸出引腳。芯片的其他部分包括移位器、Q寄存器以及產生所需的精確電壓參考的電路。

Am2901處理器的ALU功能介紹

Am2901處理器的ALU負責執行4位算術或邏輯操作，支持8種不同的操作，包括加法、減法和位邏輯操作。值得注意的是，它不執行乘法或除法運算。該ALU具有高度靈活性，通過多個輸入源實現。被選擇的兩個輸入值（以R和S標誌）被輸入到ALU中，進行選定的操作，得到結果（標誌為F）。ALU還接收一個進位輸入值，並產生進位輸出值（CN+4），這使得多個ALU可以結合成更大的字位。

Am2901處理器的製作工藝

Am2901處理器使用創新的製作工藝，在芯片表面製作二極管和電阻器。它採用了位於低溫邏輯電路內部的ECL邏輯網絡，該網絡具有高速性能。值得注意的是，電阻器在集成電路上的準確度相對較差，並且相對較大。

Am2901處理器的歷史地位

隨著CMOS技術的改進，單片的快速處理器出現，使得位片處理器逐漸被淘汰。相比於Am2901處理器僅有的幾千個晶體管和16MHz的運行速度，現在的AMD處理器擁有數十億個晶體管，運行頻率高達4GHz，性能大大提升。

結論

Am2901處理器是計算機歷史上具有重要地位的一款處理器，它的設計和工作原理為後來的處理器發展奠定了基礎。雖然如今的處理器已經遠遠超越了Am2901處理器，但它的設計思想和創新仍然值得我們深入研究和了解。

參考資料

1. Am2901 Processor

2. Bit-slice Processors

3. Emitter-coupled Logic

4. How Do Processors Work?