1. Nand2Tetris ¶

스터디 소개 :
- 컴퓨터의 최하위 레벨 계층인 논리회로(하드웨어)단부터 OS와 high level language까지 두루두루 섭렵하고 실습하여 최종에는 테트리스를 만드는것이 목표인 스터디입니다.
스터디에 사용하는 사이트 -> http://www.nand2tetris.org/

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1.1. 9/26(목요일) ¶

참여자 : 김윤환, 안혁준, 권영기.
스터티에 대한 방향 :
- 누가 : 3명 + a(?)가
  - 인원수 문제 : max 5명까지 받는다.
언제 : 시작은? 이번주부터 // 매주 일요일 1시
어디서 : zp실에서
무엇을 : nand2Teris를
어떻게 : 집에서 ppt를 읽어온뒤 만나서 실습하는 방향으로.
왜 :
- 혁준 ->재미있을것같아서.
- 윤환 ->컴퓨터 자체를 아는 좋은 기회라고 생각해서 + 흥미가 있는 분야? 여서.
- 영기 ->전체를 꿰뚫기위해.
다음시간까지 할일 : chapter 0,1 읽어오기.

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1.2. 9/29(일요일) ¶

참여자 : 김윤환, 안혁준, 권영기

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1.2.1. 공부한 내용 ¶

Chapter1
기본적인 논리 게이트를 공부함.
Nand gate를 primitive gate로 놓고, 나머지 논리 게이트 Not, And, Or, Xor, Mux, Demux 등을 Nand만으로 구현.
Mux나 Demux같은 경우, 입력이나 출력이 너무 많을 경우, 작은 규모의 Mux를 여러 개 이용해서 큰 규모의 Mux를 구현해도 된다. 예를 들면, 4way Mux는 2Way Mux 3개를 이용해서 구현할 수 있다.
HDL Code
Not Gate


CHIP Not2 {

    IN  a;
    OUT out;

	PARTS:
	Nand(a = a, b = a, out = out);
}

And Gate


CHIP And {

    IN  a, b;
    OUT out;
	PARTS:

	Nand(a = a, b = b, out = x);
	Nand(a = x, b = x, out = out);
}

Or Gate


CHIP Or {

    IN  a, b;
    OUT out;

	PARTS:
	Nand(a = a, b = a, out = x1);
	Nand(a = b, b = b, out = x2);
	Nand(a = x1, b = x2, out = out);
}

Xor Gate


CHIP Xor {

    IN  a, b;
    OUT out;

	PARTS:
	Nand(a = a, b = a, out = nota);
	Nand(a = b, b = b, out = notb);
	Nand(a = nota, b = b, out = x1);
	Nand(a = a, b = notb, out = x2);
	Nand(a = x1, b = x2, out = out);
}


CHIP Mux {

    IN  a, b, s;
    OUT out;

	PARTS:
	Nand(a = s, b = s, out = nots);
	Nand(a = a, b = s, out = x1);
	Nand(a = b, b = nots, out = x2);
	Nand(a = x1, b = x2, out = out);
}

Mux 4way


CHIP Mux4way {

    IN  a[4], s[2];
    OUT out;

	PARTS:
	Nand(a = s[0], b = s[0], out = nots0);
	Nand(a = s[1], b = s[1], out = nots1);
	
	Nand(a = a[0], b = s[1], out = x0);
	Nand(a = a[1], b = nots1, out = x1);
	
	Nand(a = a[2], b = s[1], out = x2);
	Nand(a = a[3], b = nots1, out = x3);
	
	Nand(a = x0, b = x1, out = xx0);
	Nand(a = x2, b = x3, out = xx1);
	
	Nand(a = xx0, b = s[0], out = xxx0);
	Nand(a = xx1, b = nots0, out = xxx1);
	
	Nand(a = xxx0, b = xxx1, out = out);
}

Demux
Demux는 다 구현하고서 Mux 4way를 Demux 파일에 써버리는 바람에 날려버림 ㅡㅡ;

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1.2.2. 다음 시간까지 해야할 일 ¶

Chapter2 읽어오기.

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1.2.3. 후기 ¶

쇠뿔도 단김에 빼라는 말이 있듯이, 순식간에 스터디 진행합니다. 학기 끝날 때까지 매주 진행해보려고 하는데, 끝까지 다 할 수 있었으면 좋겠습니다. 뭐 윤환이나 혁준이형 있으니까 잘 진행되겠죠. 이번 시간에 했던 것은 기초 중에 기초인데, 사실 작년 논리회로 시간에 Nand 게이트로 다른 gate 구현하기 따위는 해본적이 없어서 좀 당황도 했습니다. 그리고 그림 그리는 것도 참 간만이고, 다음 시간까지 논리회로 ppt 좀 보고서 와야겠네요. 간단한 4way MUX도 저리 긴데, 사칙연산은 어떻게 해야할지.. 머리가 아픕니다. - 권영기
간만에 논리회로를 다루면서 내가 까먹고 있던 부분이 많다고 느낌니다. 물론 추상화라는 좋은 녀석이 있어서 우리가 모든것을 기억할 필요는 없지만, 그래도 원리를 안다고 해서 안좋을 것 없을듯하네요. nand로 시작해서 nand로 끝나는 시간이었습니다. - 안혁준
지금은 처음부분이라 무난하게 진행했지만... 가면갈수록 어떤식으로 진행될지 난이도에 따라서 왠지 바뀔수도 있으려나...하는 생각이 들었습니다. 그나저나 논리회로 뒷부분은 거의 기억이 없는데... 전공책한번 훝어보고 와야할것같습니다. - 김윤환

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1.3. 10/6(일요일) ¶

참여자 : 권영기, 김윤환, 안혁준

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1.3.1. 공부 내용 ¶

half-adder, full-adder, 16bit-adder, incremental adder, ALU에 대해서 공부하고 구현하였습니다.
Half-Adder


CHIP HalfAdder {
    IN a, b;    // 1-bit inputs
    OUT sum,    // Right bit of a + b 
        carry;  // Left bit of a + b

    PARTS:
	And(a = a, b = b, out = carry);
	Xor(a = a, b = b, out = sum);	
    
}

Full-Adder


CHIP FullAdder{
    IN a, b, c;  // 1-bit inputs
    OUT sum,     // Right bit of a + b + c
        carry;   // Left bit of a + b + c
    PARTS:
    // Put you code here:
	Xor(a=a, b=b, out=s1);
	And(a=a, b=b, out=c1);
	Xor(a=s1, b=c, out=sum);
	And(a=s1, b=c, out=c2);
	Or(a=c1, b=c2, out=carry);
}

16bit Adder

CHIP Add16 {
    IN a[16], b[16];
    OUT out[16];
	
	PARTS:
	FullAdder(a = a[0], b = b[0], c = false, sum = out[0], carry = c1);
	FullAdder(a = a[1], b = b[1], c = c1, sum = out[1], carry = c2);
	FullAdder(a = a[2], b = b[2], c = c2, sum = out[2], carry = c3);
	FullAdder(a = a[3], b = b[3], c = c3, sum = out[3], carry = c4);
	FullAdder(a = a[4], b = b[4], c = c4, sum = out[4], carry = c5);
	FullAdder(a = a[5], b = b[5], c = c5, sum = out[5], carry = c6);
	FullAdder(a = a[6], b = b[6], c = c6, sum = out[6], carry = c7);
	FullAdder(a = a[7], b = b[7], c = c7, sum = out[7], carry = c8);
	FullAdder(a = a[8], b = b[8], c = c8, sum = out[8], carry = c9);
	FullAdder(a = a[9], b = b[9], c = c9, sum = out[9], carry = c10);
	FullAdder(a = a[10], b = b[10], c = c10, sum = out[10], carry = c11);
	FullAdder(a = a[11], b = b[11], c = c11, sum = out[11], carry = c12);
	FullAdder(a = a[12], b = b[12], c = c12, sum = out[12], carry = c13);
	FullAdder(a = a[13], b = b[13], c = c13, sum = out[13], carry = c14);
	FullAdder(a = a[14], b = b[14], c = c14, sum = out[14], carry = c15);
	FullAdder(a = a[15], b = b[15], c = c15, sum = out[15], carry = c16);


}

Incremental



CHIP Inc16 {
    IN a[16];
    OUT out[16];

    PARTS:
	
	FullAdder(a = a[0], b = false, c = true, sum = out[0], carry = c1);
	FullAdder(a = a[1], b = false, c = c1, sum = out[1], carry = c2);
	FullAdder(a = a[2], b = false, c = c2, sum = out[2], carry = c3);
	FullAdder(a = a[3], b = false, c = c3, sum = out[3], carry = c4);
	FullAdder(a = a[4], b = false, c = c4, sum = out[4], carry = c5);
	FullAdder(a = a[5], b = false, c = c5, sum = out[5], carry = c6);
	FullAdder(a = a[6], b = false, c = c6, sum = out[6], carry = c7);
	FullAdder(a = a[7], b = false, c = c7, sum = out[7], carry = c8);
	FullAdder(a = a[8], b = false, c = c8, sum = out[8], carry = c9);
	FullAdder(a = a[9], b = false, c = c9, sum = out[9], carry = c10);
	FullAdder(a = a[10], b = false, c = c10, sum = out[10], carry = c11);
	FullAdder(a = a[11], b = false, c = c11, sum = out[11], carry = c12);
	FullAdder(a = a[12], b = false, c = c12, sum = out[12], carry = c13);
	FullAdder(a = a[13], b = false, c = c13, sum = out[13], carry = c14);
	FullAdder(a = a[14], b = false, c = c14, sum = out[14], carry = c15);
	FullAdder(a = a[15], b = false, c = c15, sum = out[15], carry = c16);
}