ひとりNand2Tetris(5a) ーアドレスを盛大に勘違いしていた

Posted by Hiraku on 2015-09-26

Nand2Tetrisもくもくの続き。5章はついにコンピュータを作るのですが、まだ途中です。


コンピュータシステムの理論と実装 ―モダンなコンピュータの作り方

Memory

nand2tetris-memo/Memory.hdl at master ・ hirak/nand2tetris-memo

3章で作ったRAM16Kという16kBのチップと、新たに入出力を操作するためのメモリマップ領域を連結して、メモリが完成となります。

ただ、3章のRAM16Kと似たような感じで簡単なはずなのにずっとテストが通らず、困っていました。

どうやら、今まで私はアドレスの数え方を間違っていたみたい。添字が逆でした。

バスに何か数字をセットしたとすると、添字の小さいほうが小さい方の桁に相当するようです。よく見たら326ページに書いてあった。今までよくテストをパスしてきたな。。

例えば0001だったら、bus[0]==1, bus[1]==0, bus[2]==0, bus[3]==0。
例えば1000だったら、bus[0]==0, bus[1]==0, bus[2]==0, bus[3]==1。

// This file is part of www.nand2tetris.org
// and the book "The Elements of Computing Systems"
// by Nisan and Schocken, MIT Press.
// File name: projects/05/Memory.hdl

/**
 * The complete address space of the Hack computer's memory,
 * including RAM and memory-mapped I/O. 
 * The chip facilitates read and write operations, as follows:
 *     Read:  out(t) = Memory[address(t)](t)
 *     Write: if load(t-1) then Memory[address(t-1)](t) = in(t-1)
 * In words: the chip always outputs the value stored at the memory 
 * location specified by address. If load==1, the in value is loaded 
 * into the memory location specified by address. This value becomes 
 * available through the out output from the next time step onward.
 * Address space rules:
 * Only the upper 16K+8K+1 words of the Memory chip are used. 
 * Access to address>0x6000 is invalid. Access to any address in 
 * the range 0x4000-0x5FFF results in accessing the screen memory 
 * map. Access to address 0x6000 results in accessing the keyboard 
 * memory map. The behavior in these addresses is described in the 
 * Screen and Keyboard chip specifications given in the book.
 */

CHIP Memory {
    IN in[16], load, address[15];
    OUT out[16];

    PARTS:
    DMux(in=load, sel=address[14], a=ramload, b=ioload); // 1 {
    DMux(in=ioload, sel=address[13], a=scrload, b=kbload); // 2 {

    RAM16K(in=in, load=ramload, address=address[0..13], out=ramout);
    Screen(in=in, load=scrload, address=address[0..12], out=scrout);
    Keyboard(out=kbout);

    Mux16(a=scrout, b=kbout, sel=address[13], out=ioout); // } 2
    Mux16(a=ramout, b=ioout, sel=address[14], out=out); // } 1
}

次はCPUですが、かつて無い複雑さなので苦戦中。。

とは言え、だいぶヒントが書いてあるので、部分ごとに実装すれば何とかなりそうな感じです。

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