Nandgame攻略 选修部分(Optional Levels)

一、晶体管 Transistor level

1、CMOS组建与非门 Nand(CMOS)

提供两种方法

2、反转(非门) Invert (CMOS)

3、或非门 Nor(CMOS)

二、逻辑电路 Logic

1、异或非 Xnor

2、左移 Left Shift

最高位是0的情况下，相当于X2

3、逻辑右移 Logical Right Shift

无符号数÷2，向下取整

4、算数右移 Arithmetic Right Shift

有符号数÷2，向下取整。

5、桶形左移 Barrel Shift Left

三、算术 Arithmetics

1、最大值 Max

2、乘法 Multiplication

用的方法比较笨，应该有更高效的算法。46个组件，3184个与非门。

四、浮点 Floating point

1、解包浮点数 Unpack floating-point value

2、浮点数乘法 Floating-point multiplication

3、溢出正常化 Normalize overflow

4、验证指数 Verify exponent

第一次，9组122门

优化对高位的判断，105门。不确定是不是还有更优方案

5、对齐有效位 Align significands

使用两个sub，根据其中一个是否为负选择使用哪个sub值。1491门

其中一个sub替换为算数取反。1347门

各算各的位移数量，也是1491门，巧合？

把最大值干掉，共用判负部分，1042门

6、增加符号位 Add signed magnitude

使用补码的算法。823门

7、Normalize underflow

自定义了一个前导0统计器，输入最高12位(为了省元件)，输出4位二进制，代表前导0的个数

由于前面已经实现的桶型左移元件没了，就自定义了一个。最后694门，只用11位的话可以再少2个

8、打包浮点数 Pack floating-point value

9、浮点数乘法 Floating-point multiplication

10、浮点数加减 Floating-point addition

五、多任务 Multitasking

1、触发器 Timer Trigger

2、模式控制 Mode controller

3、Register with backup

下图这种模式会把上图的“—”置0

在最底层循环连接左输出和右输出，“—”的数值会保持。

下面这种去除了对“—”的控制，但输入为100?和110?的时候左右输出均为X

经过半天的思考，完美解决，并且屏蔽了无效组合（无效输入位视为0）

4、程序计数器 Program Counter

按要求去设计，但是没明白实际使用中的运行逻辑

5、寄存器组 Register Bank

6、通用存储器 General-purpose Memory

把只读和写/读单独定义成组件会更清晰，上面的1号寄存器不太对，看下面的选择器

4选1只读

4选1读写

组合之后

7、虚拟内存 Virtual Memory

先用基本元件定义一个6进3出选择器

组建18位输出后，其他电路为写入控制。千字节300800门。(因判定机制不完善，这一关不保证对)

左边没有提供1位选择器，如果有的话可以简化

7、控制单元 Control Unit

8、处理器 Processor

迷迷糊糊的拼好了，有点复杂，主要是不知道谁连谁

至此，历时半个月，终于完成了所有关卡。打卡留念一下。

Nandgame攻略 硬件部分(Hardware) 最优解

一、逻辑门 Logic Gates

1、与非门 Nand

2、非门 Invert

3、与门 And

4、或门 Or

5、异或门 Xor

二、算数运算 Arithmetics

1、半加器 Half Adder

2、全加器 Full Adder

3、多位加法器 Multi-bit Adder

4、自增 Increment

5、减法 Subtraction

6、为0 Equal to Zero

7、小于0 Less than Zero

三、 切换 Switching

1、选择器 Selector

2、开关 Switch

四、 算术逻辑单元 Arithmetic Logic Unit

1、逻辑单元 Logic Unit

2、算数单元 Arithmetic Unit

3、算数逻辑单元 ALU

4、条件 Condition

五、 内存 Memory

1、SR锁存器 SR latch

2、D锁存器 D latch

3、触发器DFF Data Flip-Flop

这一关建议看英文，中文翻译貌似有问题

4、寄存器 Register

5、计数器 Counter

6、RAM

六、处理器 Process

1、复合存储器 Combined Memory

2、指令 Instruction

3、指令 Instruction

4、计算机 Computer

5、输入和输出 Input and Output

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