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https://github.com/chimipupu/cpu_4004_rs_emu
Rust Intel 4004 emulator 👾 RustのIntel 4004エミュレータ🥳
https://github.com/chimipupu/cpu_4004_rs_emu
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JSON representation
Rust Intel 4004 emulator 👾 RustのIntel 4004エミュレータ🥳
- Host: GitHub
- URL: https://github.com/chimipupu/cpu_4004_rs_emu
- Owner: Chimipupu
- License: mit
- Created: 2024-10-17T01:39:35.000Z (2 months ago)
- Default Branch: main
- Last Pushed: 2024-10-17T08:28:35.000Z (2 months ago)
- Last Synced: 2024-10-20T08:29:40.144Z (2 months ago)
- Language: Rust
- Size: 15.6 KB
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- Watchers: 1
- Forks: 0
- Open Issues: 0
-
Metadata Files:
- Readme: README.md
- License: LICENSE
Awesome Lists containing this project
README
# Rust Intel 4004エミュレータ(開発中)
Rustで実装した世界初(1971年)のCPU `Intel 4004`のエミュレータ🥳
※絶賛開発中です！
## 調査記録
Zenn「Intel 4004 調査記録📚」
https://zenn.dev/chimipupu/articles/71a6a540d1fec7
# Intel 4004
## リファレンス
📍Intel 4004は下記文献をリファレンスにしました🥳
📚[Intel 4004 データシート]
- https://deramp.com/downloads/mfe_archive/050-Component%20Specifications/Intel/Microprocessors%20and%20Support/4004%20Family/4004Data.pdf
📚[MCS4 Assembly Language Programming Manual]
- https://codeabbey.github.io/heavy-data-1/msc-4-asm-manual-1973.pdf
📚[Detailed Instruction Repertoire of the MCS-4]
- http://e4004.szyc.org/iset.html
## 仕様
- バス幅: 4bit
- クロック: 740kHz
- 命令セット: 46
- パッケージ: 16Pin DIP
- ACC(アキュムレータ): 4bit
- フラグ: キャリーフラグのみ
- インデックスレジスタ
- 4bit x16の個別
- R0〜R15
- 8bit x8のペア
- R0P ～R7P
- SP: 12bit x3レベル(ネスト3段まで)
- PC: 12bit
- ROM: 最大 32768 bit (4096 Byte)
- RAM:
- プログラムRAM: 最大 32768 bit (4096 Byte)
- データRAM: 最大 5120 bit (640 Byte)
## 命令セット
[Rustでの実装状況]
- ✅ ... 実装済み (5/46)
- ❌ ... TBD
| No. | Category | Instruction | Description (英語 / 日本語) |
|-----|-----------------------------------------|-------------|----------------------------------------------------------|
| 1 | INDEX REGISTER INSTRUCTIONS | INC | Increment index register / インデックスレジスタをインクリメント |
| 2 | INDEX REGISTER INSTRUCTIONS | FIN | Finish operation / 操作を終了する |
| 3 | INDEX REGISTER TO ACCUMULATOR INSTRUCTIONS | ADD | Add index register to accumulator / インデックスレジスタをアキュムレータに加算 |
| 4 | INDEX REGISTER TO ACCUMULATOR INSTRUCTIONS | SUB | Subtract index register from accumulator / アキュムレータからインデックスレジスタを減算 |
| 5 | INDEX REGISTER TO ACCUMULATOR INSTRUCTIONS | ✅LD | Load index register to accumulator / インデックスレジスタをアキュムレータにロード |
| 6 | INDEX REGISTER TO ACCUMULATOR INSTRUCTIONS | ✅XCH | Exchange index register with accumulator / インデックスレジスタとアキュムレータを交換 |
| 7 | ACCUMULATOR INSTRUCTIONS | CLB | Clear accumulator / アキュムレータをクリア |
| 8 | ACCUMULATOR INSTRUCTIONS | CLC | Clear carry / キャリーをクリア |
| 9 | ACCUMULATOR INSTRUCTIONS | IAC | Increment accumulator / アキュムレータをインクリメント |
| 10 | ACCUMULATOR INSTRUCTIONS | CMC | Complement carry / キャリーを補完 |
| 11 | ACCUMULATOR INSTRUCTIONS | CMA | Complement accumulator / アキュムレータを補完 |
| 12 | ACCUMULATOR INSTRUCTIONS | RAL | Rotate accumulator left / アキュムレータを左にローテート |
| 13 | ACCUMULATOR INSTRUCTIONS | RAR | Rotate accumulator right / アキュムレータを右にローテート |
| 14 | ACCUMULATOR INSTRUCTIONS | TCC | Transfer carry to accumulator / キャリーをアキュムレータに転送 |
| 15 | ACCUMULATOR INSTRUCTIONS | DAC | Decrement accumulator / アキュムレータをデクリメント |
| 16 | ACCUMULATOR INSTRUCTIONS | TCS | Transfer accumulator to carry / アキュムレータをキャリーに転送 |
| 17 | ACCUMULATOR INSTRUCTIONS | STC | Set carry / キャリーをセット |
| 18 | ACCUMULATOR INSTRUCTIONS | DAA | Decimal adjust accumulator / アキュムレータを十進法で調整 |
| 19 | ACCUMULATOR INSTRUCTIONS | KBP | Keyboard process / キーボードプロセス |
| 20 | IMMEDIATE INSTRUCTIONS | ✅FIM | Fetch immediate / 即時取得 |
| 21 | IMMEDIATE INSTRUCTIONS | ✅LDM | Load accumulator immediate / アキュムレータを即時にロード |
| 22 | TRANSFER OF CONTROL INSTRUCTIONS | JUN | Jump unconditionally / 条件なしジャンプ |
| 23 | TRANSFER OF CONTROL INSTRUCTIONS | JIN | Jump indirect / 間接ジャンプ |
| 24 | TRANSFER OF CONTROL INSTRUCTIONS | JCN | Jump on condition / 条件付きジャンプ |
| 25 | TRANSFER OF CONTROL INSTRUCTIONS | ISZ | Increment and skip if zero / ゼロの場合はインクリメントしてスキップ |
| 26 | SUBROUTINE LINKAGE INSTRUCTIONS | JMS | Jump to subroutine / サブルーチンへジャンプ |
| 27 | SUBROUTINE LINKAGE INSTRUCTIONS | BBL | Branch back and load / ブランチバックしてロード |
| 28 | NOP | ✅NOP | No operation / ノーオペレーション |
| 29 | MEMORY SELECTION INSTRUCTIONS | DCL | Designate command line / コマンドラインを指定 |
| 30 | MEMORY SELECTION INSTRUCTIONS | SRC | Send register control / レジスタコントロールを送信 |
| 31 | I/O AND RAM INSTRUCTIONS | WRM | Write data RAM character / データRAM文字を書き込む |
| 32 | I/O AND RAM INSTRUCTIONS | WMP | Write RAM port / RAMポートに書き込む |
| 33 | I/O AND RAM INSTRUCTIONS | WRR | Write ROM port / ROMポートに書き込む |
| 34 | I/O AND RAM INSTRUCTIONS | WPM | Write program RAM / プログラムRAMに書き込む |
| 35～38 | I/O AND RAM INSTRUCTIONS | WR[0:3] | Write data RAM status character / データRAMステータス文字を書き込む |
| 39 | I/O AND RAM INSTRUCTIONS | RDM | Read data RAM data character / データRAMデータ文字を読み込む |
| 40 | I/O AND RAM INSTRUCTIONS | RDR | Read ROM port / ROMポートを読み込む |
| 41～44 | I/O AND RAM INSTRUCTIONS | RD[0:3] | Read data RAM status character / データRAMステータス文字を読み込む |
| 45 | I/O AND RAM INSTRUCTIONS | ADM | Add data RAM to accumulator with carry / キャリーを伴ってデータRAMをアキュムレータに加算 |
| 46 | I/O AND RAM INSTRUCTIONS | SBM | Subtract data RAM from memory with borrow / メモリからデータRAMを減算 |
# 参考文献
📚[Intel 4004 データシート]
- https://deramp.com/downloads/mfe_archive/050-Component%20Specifications/Intel/Microprocessors%20and%20Support/4004%20Family/4004Data.pdf
📚[MCS4 Assembly Language Programming Manual]
- https://codeabbey.github.io/heavy-data-1/msc-4-asm-manual-1973.pdf
📚[Detailed Instruction Repertoire of the MCS-4]
- http://e4004.szyc.org/iset.html
🎦動画[NHKスペシャル 電子立国 日本の自叙伝 第5回 8ミリ角のコンピュータ]
- https://www.nhk-ondemand.jp/goods/G2011034631SA000/index.html
📚嶋正利さん著書「マイクロコンピュータの誕生:わが青春の4004」
- https://ci.nii.ac.jp/ncid/BN01286436#anc-library
📚嶋正利さん[マイクロプロセッサ 4004の開発]
- https://www.shmj.or.jp/dev_story/pdf/develop43.pdf
📚[Intel公式4004関連]
- https://www.intel.co.jp/content/www/jp/ja/newsroom/news/intel-marks-50th-anniversary-4004.html
- https://www.intel.com/content/www/us/en/newsroom/resources/intel-4004.html
- https://www.intel.com/content/www/us/en/history/museum-story-of-intel-4004.html
📚日経[電卓向けの性格を色濃く残す、4004のアーキテクチャー]
- https://xtech.nikkei.com/dm/article/FEATURE/20141212/394135/