【邏輯門的奇妙冒險】第0篇 知識屬于全人類!
本系列文檔《邏輯門的奇妙冒險》旨在分享筆者所學所知。幾年前,得遇恩師指點,我走上了計算機體系結構方向的科研道路,目前在中科院計算所讀研。我想把我會的知識都分享出來,幫助更多的人?;蛘呤桥c技術同好交流分享,又或者是給一些大爺大媽茶余消遣,都很好。倘若可以啟發(fā)一二后輩的興趣,走上專業(yè)道路,真可謂幸事一件。
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知識屬于全人類!這至少是2023年的我所認可的理念。從自由軟件到開源軟件,軟件行業(yè)先走出了這一步,擁抱開放,擁抱共享。這種人類社區(qū)的互助與分享的行為,在我看來是那么的美妙,我愿稱之為人之所以為人的閃耀時刻。這里就不得不提科研女神Alexandra Elbakyan和她的SCI-HUB:

當今的學術出版集團真是令人作嘔,一邊向讀者要版權費,一邊向作者要版面費。我們的女神出現(xiàn)了,正義的科研海盜傳播科學知識,移除科學之路的藩籬,知識應該屬于全人類!
回到我自己的領域,越來越多的有識之士開始推進開源硬件。尤其是中科院計算所的包云崗老師帶來的香山團隊和一生一芯計劃,是開源硬件領域不可忽視的項目。筆者自己正是三期一生一芯的學員兼助教,受益良多,吃水不忘挖井人,在這里順便安利一下一生一芯計劃。
香山處理器文檔:https://xiangshan-doc.readthedocs.io/zh_CN/latest/
一生一芯計劃文檔:https://ysyx.oscc.cc/docs/
計算機硬件,尤其是設計與驗證復雜度最高的處理器芯片,因為其超長的反饋環(huán),超高的壁壘,長期被少數(shù)大集團公司所壟斷。這是我們所痛心的局面。我們希望可以參考開源軟件社區(qū)的發(fā)展模式,推進開源硬件事業(yè),努力減低學習門檻,將知識帶給更多人。包括筆者本人現(xiàn)在的主線科研任務也是,開發(fā)一個FPGA上的類GDB的硬件調(diào)試器,目標也是降低處理器開發(fā)門檻,讓更多人可以完成復雜的系統(tǒng)級調(diào)試。讓那些原本只有大公司能做到的工作,可以被更多人參與。我們工作的愿景,可以用一句詩很好的總結:舊時王謝堂前燕,飛入尋常百姓家。讓束之高閣的復雜知識和先進技術,可以被更多的人民群眾所掌握。知識屬于全人類!
既然是第0篇,那我最后按照慣例簡要說明一下吧:本文檔盡量追求語言風趣,閱讀體驗流暢,為此可能會折損部分嚴謹性,若有必要我會用注釋的方式加以說明。還有一部分進階的內(nèi)容,理解起來可能有些門檻,并不利于傳播,但是因為太有趣了,所以我還是忍不住會分享。同時為了不影響閱讀體驗,我會把進階內(nèi)容以擴展閱讀的形式附在文末。
接下來簡單說說我的內(nèi)容劃分:1-3篇是介紹一些模擬電路中很基礎的知識,內(nèi)容量不大,主要是為了引出我們的主角邏輯門。4-5兩篇分別是組合邏輯電路和時序邏輯電路,是包含了搭建一個簡單CPU所需的數(shù)字電路內(nèi)容。這兩部分的內(nèi)容量會比較大,也很精彩。6-8篇開始引入指令的概念,帶領讀者一步一步地建構一個功能完備的CPU。最后第9篇可以算作是一篇技術雜談。有了前面的知識鋪墊,我們就可以聊一些現(xiàn)代指令集的前世今生與江湖軼事了。
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好嘞,閑話不多說了,我們開始吧~