【博文连载】超小型CPU设计（Tiny CPU） 刍思

设计完我自己用的HSL（高级综合语言，其实已经不止用于综合，集成的仿真功能也很强大），另外，我也一直再找另外的灵感点，然后两个月前忽然想设计自己的CPU了。但是现在也只是在开始阶段,写一些东西给大家乐一乐。

我想设计出什么样的特性呢

1、超级小，可能比你认识的所有CPU类型都小，不超过1K地址RAM（最好裁剪到只有几十个地址RAM），这样一来可以省去编译器等，直接写汇编就行，毕竟1k行的汇编还是很好搞定的，另外还可以复用其他函数代码功能。
    3、数据指令不分开存储，数据即指令，指令也是数据

4、流水指令，不用等待前一条命令取值译码执行才能进行，这个可以大大提高执行速度。

5、多核连接，多核网络，多核的功能必须是1+1>2的，这是最大的区别与其他CPU的特性（那么小的核还搞多核？）。核很容易和其他核连接，几乎是直连，而且有专门的指令去控制连接。

i   当前的核可以向其他核的RAM批量写入指令和数据。

ii  其他核输入的指令数据执行优先级大于当前本核所执行的程序。这个可以完全代替中断功能。

iii 当前核可以把当前程序压栈到外部存储（如，DDR），外部存储也可以把程序指令加载到核。

核几乎都是被动的，一个‘老好人’的角色，别人的事情永远大于自己的事情。

所以也可以叫做，TPU（Tiny Process Unit),APU(Auxiliary Process Unit)

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应用场景：

1、SPI，UART，IIC等这些简单接口都可以用这种小核来做，而且我很确定这3个功能完全可以做到一个核内。

2、代替大型（>128 STATUS) 的状态机。小型的这样用有点浪费资源。

3、设计函数化，比如想做浮点运算，只要不是对时序clock delay要求太苛刻，可以用核+浮点运算程序实现。就像调用函数一样。而且可以模块间共用，不同的模块可以共用一个核来做浮点，这样也可以省不少资源。

4、物联网应用，我们不太可能给一个水龙头嵌入一个ARM，但是嵌入一个Tiny CPU是可行的，（为什么要给水龙头嵌入CPU？)而且无需定制CPU，一个芯片通吃所有，在水龙头，在洗衣机里面的，热水机里面的，鞋子里面的，在每一个袋子里，等等都可以用同一种CPU方案，可想而知这个量有多大，本身芯片集体管数量并不多，可以把成本控制得很低，反倒是担心里面的通信方案成本。

5、1+1>2,一个Tiny CPU 不可能做出网络解析功能，但是多个Tiny CPU 可以解析任意的网络协议，且速度和功能完备上不输PC。当当前的逻辑功能无法达到要求时，可以单纯的提高CPU数量去解决，这就是1+1>2.

6、计算力外包，很脑洞的，很黑客的想法，基于多核网络，当自己的手机算力不足时可以去申请附近水龙头，鞋子，风扇等里面Tiny CPU的算力。当然也可以反过来。也算一种集体管的有效利用吧。

我的思路一般都很清奇，也想尝试不同的思路，而且也并不像对思想做任何约束。打个比方，当我觉得我可以设计出一个轮子的时候，我马上开始尝试去做出整辆汽车，在过程中学习实践，完善细节，当然可能最后做成了一艘船。对于最后的结果汽车还是船 还是其他的东西，是无所谓的。不管一个想法多么天马行空，只要有20%的可能，我都会认认真真的去践行。HLS我用了一年，Tiny CPU就是我2018的任务了吧！