CPU Entwicklung in Factorio - Vom D-Flip-Flop bis zum eigenen Betriebssystem
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Erleben Sie in diesem 39-minütigen Konferenzvortrag vom 39. Chaos Communication Congress, wie eine vollständige RISC-V-CPU-Architektur ausschließlich mit den Vanilla-Combinators des Fabriksimulationsspiels Factorio entwickelt wurde. Entdecken Sie den faszinierenden Weg von grundlegenden D-Flip-Flops bis hin zu einem funktionsfähigen Computersystem mit eigenem Betriebssystem. Lernen Sie, wie klassische Computerarchitektur-Konzepte in einem völlig anderen technischen Kontext umgesetzt werden können und welche überraschend realen Probleme der CPU-Entwicklung dabei auftreten. Tauchen Sie ein in die technischen Details einer 32-Bit-CPU mit 32 General Purpose Registern, 128 KB RAM/Persistent Storage, einer 5-stufigen Pipeline mit Forwarding und Hazard-Handling sowie einer Logikeinheit für Branches und Interrupts. Verstehen Sie die Implementierung von Display- und Keyboard-Controllern, die eine Konsolen-Ausgabe, ein Farbdisplay und physische In-Game-Tasteneingaben ermöglichen. Erkunden Sie das selbst entwickelte Betriebssystem FactOS mit seinem einfachen Filesystem, Systemcalls und Speicherschutz-Mechanismen. Gewinnen Sie Einblicke in die Factorio-Signalphysik, CPU-Design-Prinzipien, Pipeline-Hazards und die komplette Toolchain vom Assembler bis zum Betriebssystem. Erfahren Sie, wie die spezifischen Limitierungen und Vorteile von Factorio im Vergleich zu herkömmlichen Logik-Simulatoren das CPU-Design beeinflussen. Verfolgen Sie eine Live-Demonstration des Systems und erhalten Sie Zugang zu allen öffentlich verfügbaren Ressourcen, einschließlich Quellcode des Assemblers, Blueprints und Beispielprogrammen wie Minesweeper und Snake.
Syllabus
39C3 - CPU Entwicklung in Factorio: Vom D-Flip-Flop bis zum eigenen Betriebssystem
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