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excelCPU

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Excel용 16비트 CPU 및 관련 파일

파일 탐색기

ZIP 다운로드

- bouncingBall.s
- cycle.s
- PAGODA.BIN
compileExcelASM16.py
CPU.xlsx
Excel-ASM16.xml
instructionSet.xlsx
LICENSE
README.md
ROM.xlsx

# 설치 가이드

python

사전 준비물

Python 3.x
Microsoft Excel Recent version supporting Iterative Calculation

설치 및 실행 절차

py compileExcelASM16.py sample programs/bouncingBall.s ROM.xlsx

어셈블리 소스 코드를 컴파일하여 ROM.xlsx 파일을 생성합니다.

start CPU.xlsx

엑셀 CPU 스프레드시트를 엽니다.

핵심 명령어

py compileExcelASM16.py sample programs/bouncingBall.s ROM.xlsx

Excel-ASM16 어셈블리 파일을 컴파일하여 ROM 스프레드시트로 변환합니다.

CPU.xlsx 파일에서 'File -> Options -> Formulas'로 이동하여 반복 계산(Iterative Calculation)을 활성화하고 최대 반복 횟수를 1로 설정해야 합니다.

# CDN으로 사용하기

jsDelivr

jsDelivr는 공개 GitHub 리포지토리를 별도 설정 없이 CDN으로 즉시 서빙합니다. 버전과 파일을 고르면 웹페이지에 바로 붙일 수 있는 링크와 예시 코드가 만들어집니다.

버전

파일

링크

예시

// repository documentation

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Excel 16-Bit CPU 저장소는 다음의 주요 파일들을 포함합니다:
```
CPU.xlsx - CPU가 포함된 메인 스프레드시트
ROM.xlsx - 읽기 ROM 스위치가 켜졌을 때 CPU가 읽어들이는 ROM 스프레드시트
InstructionSet.xlsx - CPU의 ISA를 설명하는 파일
compileExcelASM16.py - Excel-ASM16 컴파일러
Excel-ASM16.xml - Notepad++와 호환되는 Excel-ASM16 언어용 마크다운
Sample Programs - Excel CPU용 예제 프로그램 폴더
```

CPU.xlsx 파일은 16비트 CPU, 16개의 범용 레지스터, 128KB의 RAM, 그리고 128x128 디스플레이를 특징으로 합니다.

반복 계산(Iterative Calculation)이 켜져 있어야 합니다. 이는 파일(File) -> 옵션(Options) -> 수식(Formulas)으로 이동한 후 반복 계산 활성화(Enable Iterative Calculation)를 체크하고 **최대 반복 횟수(Maximum Iterations)를 1로 설정**하여 수행할 수 있습니다.

CPU는 B2에 설정된 클록 신호에 따라 작동합니다. 이 클록 신호는 Excel 스프레드시트 내의 일반적인 재계산 조건 하에서 업데이트됩니다. F9 키를 누르면 스프레드시트가 다시 계산됩니다.

F2 셀의 리셋 버튼(Reset Button)이 참(true)으로 설정되면, PC 레지스터가 다시 0으로 리셋됩니다.

CPU.xlsx 파일의 컴퓨터는 자동 모드 또는 수동 모드 중 하나로 제어할 수 있습니다. 이는 J2의 버튼으로 제어됩니다. 참으로 설정된 경우, B2의 클록 신호가 하이(high)일 때 CPU는 D8 셀의 Fetch Unit에 있는 오버라이드 슬롯에 지정된 연산을 수행합니다. 거짓인 경우, CPU는 PC 레지스터에 의해 지정된 메모리 테이블에서 가져온 연산을 실행합니다.

RAM 리셋(Reset RAM) 버튼이 참으로 설정되면, 모든 메모리 유닛이 0으로 리셋됩니다.

읽기 ROM(Read ROM) 버튼이 참으로 설정되면, ROM.xlsx 스프레드시트의 메모리 테이블 값이 CPU.xlsx 스프레드시트의 RAM 테이블로 복사됩니다.

CPU의 일반적인 작동은 리셋 버튼을 하이로 설정하고, RAM 리셋 또는 읽기 ROM 버튼을 껐다가 다시 켜고(RAM이 리셋되거나 ROM이 RAM 테이블로 읽혀지도록 함), 리셋 버튼을 끄는 것으로 구성됩니다. 그런 다음 CPU는 수동 모드에서 프로그램을 실행하거나 RAM에 지정된 프로그램을 수행하도록 설정됩니다.

CPU는 InstructionSet.xlsx 스프레드시트에 지정된 명령어 집합 구조(ISA)에 따라 실행되도록 설계되었습니다.

경고: F9 키를 가능한 한 빨리 연타하는 것은 불가능합니다. Excel이 그 많은 셀을 업데이트하는 데 시간이 걸리므로, 계속해서 F9 키를 누르기 전에 Excel의 왼쪽 하단 구석에서 "Ready" 텍스트가 보일 때까지 기다리는 것이 좋습니다.

대안으로, 프로그램은 Excel-ASM16 언어로 작성되어 ROM.xlsx 스프레드시트로 컴파일될 수 있습니다.

Excel-ASM16은 대소문자를 구분하지 않는 24가지의 서로 다른 명령어를 제공합니다. 
각 명령어에는 사용되는 세 가지 서로 다른 피연산자가 있습니다.
```
	REG	; 16개의 범용 레지스터 중 하나를 참조합니다.
	E.G. R0, R1, R15 &c.
	
	MEM	; 16비트 주소 지정이 가능한 메모리 유닛을 참조합니다 (16진수로 포맷됨).
	E.G. @0000, @F000, @FFFF, &c.

IMD	; 보통 16비트 길이의 즉시 값(immediate number)을 참조합니다 (ROL 및 ROR 제외).
		; 10진수 또는 16진수로 정의할 수 있습니다.
	E.G. #0000, $0CCC, #60340, $FF10, &c.
```
### LOAD
```
	LOAD REG MEM	; 지정된 메모리 유닛을 REG로 로드합니다.
	LOAD REG IMD	; 지정된 16비트 즉시 값을 REG로 로드합니다.
	LOAD REG REG	; REGB에 저장된 주소의 메모리 유닛을 REGA로 로드합니다.
```
### STORE
```
	STORE REG MEM	; REG의 값을 지정된 주소에 저장합니다.
	STORE REG REG 	; REGA의 값을 REGB의 주소에 있는 메모리 유닛에 저장합니다.
```
### JUMP
```
	JMP IMD		; PC를 즉시 16비트 값으로 설정합니다.
	JEQ IMD		; ZF = 0인 경우, PC를 즉시 16비트 값으로 설정합니다.
	JLT IMD		; CF = 0인 경우, PC를 즉시 16비트 값으로 설정합니다. 
	JGE IMD		; CF = 1 또는 ZF = 1인 경우, PC를 즉시 16비트 값으로 설정합니다. 
```
### TRAN
```
	TRAN REG REG	; REGA의 값을 REGB로 전송합니다.
```
### 대수 명령어 (ALGEBRAIC INSTRUCTIONS)
### ADD
```
	ADD REG REG	; REGA + REGB + CF, 결과는 REGA에 저장됩니다.
```
### SUB
```
	SUB REG REG	; (REGA - REGB) - CF, 결과는 REGA에 저장됩니다.
```
### MULT
```
	MULT REG REG	; REGA * REGB, 하위 16비트 결과는 REGA에, 상위 16비트 결과는 REGB에 저장됩니다.
```
### DIV
```
	DIV REG REG	; REGA / REGB 결과는 REGA에, REGA MOD REGB는 REGB에 저장됩니다.
```
### INC
```
	INC REG	; REGA++, CF는 영향을 받지 않습니다.
```
### DEC
```
	DEC REG	; REGA--, CF는 영향을 받지 않습니다.
```
### 비트연산 명령어 (BITWISE INSTRUCTIONS)
### AND
```
	AND REG REG	; REGA AND REGB, 결과는 REGA에 저장됩니다.
```
### OR
```
	OR REG REG		; REGA OR REGB, 결과는 REGA에 저장됩니다.
```
### XOR
```
	XOR REG REG	; REGA XOR REGB, 결과는 REGA에 저장됩니다.
```
### NOT
```
	NOT REG 		; NOT REGA, 결과는 REGA에 저장됩니다.
```
### 롤 명령어 (ROLL INSTRUCTIONS)
### ROL
```
	ROL REG IMD	; IMD 횟수만큼 REGA의 비트를 왼쪽으로 롤(roll)합니다.
				; IMD는 4비트 값입니다.
```
### ROR
```
	ROR REG IMD	; IMD 횟수만큼 REGA의 비트를 오른쪽으로 롤(roll)합니다.
				; IMD는 4비트 값입니다.
```
### 플래그 명령어 (Flag instructions)
```
	CLC			; CF를 0으로 설정합니다.
	STC			; CF를 1로 설정합니다. 
```
### NOP
```
	NOP			; 어떠한 레지스터나 메모리에도 영향을 주지 않습니다.
```
### ORG
```
	ORG IMD		; 다음 명령어의 위치를 설정합니다.
				; 프로그램의 현재 길이보다 커야 합니다.
```
### INC
```
	INC "file.bin"	; 바이너리 파일을 프로그램에 복사합니다.
```

### 컴파일 (Compiling)
프로그램을 작성한 후, 명령줄(commandline) 명령어로 컴파일합니다.
```
	py compileExcelASM16.py program.s ROM.xlsx
```
여기서 **program.s**는 사용자의 프로그램 파일이고, ROM.xlsx는 ROM 스프레드시트입니다.

성공적으로 컴파일한 후, 스프레드시트 상단의 읽기 ROM 버튼을 토글하여 프로그램을 CPU.xlsx 프로그램으로 전송할 수 있습니다. 데이터가 올바르게 업데이트되려면 ROM.xlsx 파일이 열려 있어야 합니다.