Πώς να δημιουργήσετε έναν υπολογιστή 8-bit από το μηδέν

Κάιλ Χόβι

Δεν είστε ικανοποιημένοι με το νέο σας τρανζίστορ 1,4 δισ Επεξεργαστής Ivy Bridge; Ίσως τρέχει πολύ ζεστό, ή δεν έχει τις δυνάμεις ώθησης του πολυγώνου που χρειάζεστε; Λοιπόν, έχω μόνο το πράγμα για εσάς: Τι θα λέγατε να το αυξήσετε με μια CPU 8-bit DIY;

Ο Kyle Hovey αποφάσισε να κατασκευάσει τη δική του CPU 8-bit από το μηδέν, από το breadboard, τσιπ NVRAM (μη πτητική μνήμη RAM), τρανζίστορ επιφανείας και πολλά και πολλά καλώδια. Αυτό από μόνο του δεν είναι ιδιαίτερα θεαματικό - οι μαθητές ηλεκτρονικής μηχανικής το έχουν κάνει από τη δεκαετία του '70 - αλλά ο Hovey αποφάσισε επίσης να χρονικό ολόκληρη την κατασκευή, ώστε να μπορείτε να ακολουθήσετε.



Το 8-bit ALU του Hovey (αριθμητική μονάδα λογικής) κατασκευάζεται εντελώς από τη λογική των τρανζίστορ-τρανζίστορ (TTL), όπως και οι καταχωρητές. Οι μικρο-οδηγίες (ο κώδικας op, το ISA) που ελέγχουν πραγματικά το ALU αποθηκεύονται στο NVRAM. Ένας μετρητής δακτυλίου, ο οποίος συνεχώς περνά από έξι διαφορετικές εξόδους, οδηγεί τον κύκλο λήψης / αποκωδικοποίησης / εκτέλεσης.



Χειρόγραφος κώδικας μικροεκπαίδευσης SAP1

Έξυπνο, ο Hovey εξαπατά λίγο - χρησιμοποιεί ένα Arduino για να μετατρέψει το δυαδικό σε BCD, μια εργασία που θα ήταν δύσκολη με το TTL - αλλά λαμβάνοντας υπόψη ότι αποφάσισε να χρησιμοποιήσει τρεις φοβερούς σωλήνες Numitron της Σοβιετικής εποχής IV-9 για την οθόνη του υπολογιστή (εικόνα παρακάτω), τον συγχωρούμε. Ένα Arduino χρησιμοποιείται επίσης για να ανεβάσετε τις μικρο οδηγίες στο NVRAM (στην παραπάνω εικόνα, τα τσιπ NVRAM είναι σχεδόν ορατά στη δεξιά πλευρά του breadboard).



IV-9, οθόνη Numitron της Σοβιετικής εποχής

Τελικά, όμως, αν επιλέξετε να ακολουθήσετε τα βήματα του Hovey, θα πρέπει να είστε αρκετά εξοικειωμένοι με το TTL και τα pinouts των αρχαίων μαρκών - Η Hovey δεν παρέχει λεπτομερή σχήματα καλωδίωσης. Για αυτό το έργο, τα βιβλία της Hovey ήταν το Digital Computer Electronics (δημοσιεύθηκε για πρώτη φορά το 1977), το οποίο εισάγει την αρχιτεκτονική του σετ εντολών SAP1 που χρησιμοποίησε ο Hovey και το βιβλίο μαγειρικής TTL (δημοσιεύθηκε για πρώτη φορά το 1972).

Το τελευταίο βήμα, σύμφωνα με το blog του Hovey, είναι να σχεδιάσει μια θήκη τύπου steampunk για τον υπολογιστή του 8 bit. Αν πλησιάζει ακόμη και στον ανταγωνισμό Φορητός υπολογιστής Steampunk της Datamancer, θα είναι μια καλή δουλειά.



Copyright © Ολα Τα Δικαιώματα Διατηρούνται | 2007es.com