Microchip DIY a partir de Verilog

A partir de su descripción, recibo la pista que busca para construir físicamente el HW con componentes discretos a partir de una descripción de Verilog, así que abordaré esto primero:

Asumir la tarea de construir su propio hardware realmente no es una tarea útil o práctica a la que se pueda enfrentar. La razón es que su comprensión del hardware y la arquitectura del microcontrolador no será mucho mayor si puede construir físicamente el hardware o la arquitectura. Además, sería tan tedioso hacer cosas incluso triviales. La construcción física de HW tampoco tiene un beneficio funcional.

Arribahayunejemplodeunasolapuerta"NAND" construida físicamente. Estoy mostrando esto como un ejemplo. Necesitarías 5 componentes simplemente para lograr la lógica más primitiva.

Si está interesado en crear HW, debe hacer sus diseños de HW a través de FPGA (las matrices de puertas programables de campo que mencionó). Hay un montón de tableros de desarrollo con los que los aficionados pueden interactuar. Estas tablas pueden ayudarlo a comenzar en el diseño de HW muy rápidamente.

Un FPGA es (por simplicidad) un microcontrolador "vacío", sin arquitectura ni hardware. Usted diseña el hardware a través de algún tipo de entorno de diseño, y el diseño se carga en el FPGA. Este es un gran tablero de FPGA de estilo aficionado que personalmente he usado:

Mercury Nova FPGA

Una matriz de puerta programable de campo (FPGA) es una red de transistores que se pueden reconfigurar usando software. Se puede organizar en innumerables configuraciones (por ejemplo, una CPU que puede manejar instrucciones MMIX). Consulte este enlace de Wikipedia para obtener más detalles.

La segunda opción para una persona que hace bricolaje haciendo chips es un circuito integrado específico de la aplicación (ASIC). Le proporciona el diseño a un fabricante y ellos crearán un chip personalizado que está codificado para hacer lo que usted quería. Consulte este enlace de Wikipedia para obtener más detalles sobre los ASIC

No he trabajado mucho con los ASIC, así que no sé si puedes usar Verilog para crear un ASIC, pero los FPGA no son caros y para un proyecto de bricolaje es más probable que te sea útil (y son reutilizables Si alguna vez decides ir a un proyecto diferente). Actualmente Xilinx y Altera son los dos mayores creadores de FPGA y ambos ofrecen kits de desarrollo para programarlos. El precio de los kits de desarrollo puede parecer bastante alto, pero recuerde que los FPGA se pueden volver a programar tantas veces como desee, por lo que solo tendrá que comprar uno. Además, los kits de terceros a menudo son más baratos que los kits de primeros (ver La respuesta de Nick Williams para un ejemplo de uno)