Kotlin으로 CPU 에뮬레이터 만들기: 내부 동작 원리 완벽 해부!

Kotlin을 활용하여 16비트 CPU 에뮬레이터를 구축하는 과정을 상세히 설명하며, CPU 내부 동작 원리에 대한 깊이 있는 이해를 제공함.

ISA(Instruction Set Architecture), 레지스터, 스택, 플래그, ALU 연산, 분기, 어셈블러 등 CPU의 핵심 구성 요소들을 직접 구현하는 방법을 제시함.

CPU 아키텍처에 대한 이해를 돕기 위해, CPU의 상태, 내부 블록, 명령어 구조, 어셈블리 언어, 레지스터, ALU, 플래그, 메모리 및 버스 트래픽 등을 체계적으로 설명함.

페치-디코드-실행(Fetch-Decode-Execute) 사이클을 포함한 CPU의 동작 방식을 단계별로 분석하고, 실제 코드 구현을 위한 Kotlin-to-ASM 변환 예시를 제공함.

CPU 아키텍처 및 ISA(Instruction Set Architecture)의 이해

게시물은 CPU의 핵심 개념을 설명하며, 특히 ISA(Instruction Set Architecture)가 소프트웨어와 CPU 간의 계약임을 강조한다. ISA는 사용 가능한 명령어, 레지스터 모델, 명령어 비트 인코딩, 어드레싱 모드, 워드 크기, 메모리 동작, 플래그 의미 등을 정의한다. ISA는 컴파일러, 어셈블러, 에뮬레이터가 타겟으로 하는 레이어이며, 컴파일러는 ADD R1, R2가 특정 연산을 수행한다는 규칙을 이해한다. 또한, 어드레싱 모드(Addressing Modes)를 통해 유연성과 인코딩 복잡성 간의 트레이드오프를 설명한다.