Hvordan bygge en 8-bits datamaskin fra bunnen av

Kyle Hovey

Ikke fornøyd med den nye 1,4 milliarder transistoren din Ivy Bridge-prosessor ? Kanskje det går for varmt, eller mangler polygon-skyvende krefter som du trenger? Vel, jeg har akkurat tingen for deg: Hva med at du utvider den med en DIY 8-biters CPU?

En Kyle Hovey har bestemt seg for å bygge sin egen 8-bits CPU fra bunnen av, uten brødbrett, NVRAM-chips (ikke-flyktig RAM), overflatemonterte transistorer og mye og mye ledning. Dette i seg selv er ikke spesielt spektakulært - elektronikkingeniørstudenter har gjort det siden 70-tallet - men Hovey har også bestemt seg for å gjøre det krønike hele bygningen , slik at du kan følge med.



Hoveys 8-bit ALU (aritmetisk logikkenhet) er konstruert fullstendig ut av transistor-transistorlogikk (TTL), i likhet med registerene. Mikroinstruksjonene (op-koden, ISA) som faktisk styrer ALU, lagres i NVRAM. En ringteller, som kontinuerlig sløyfer gjennom seks forskjellige utganger, driver hente / dekode / utføre syklusen.



Håndskrevet SAP1 mikroinstruksjonskode

Produksjonsmessig jukser Hovey litt - han bruker en Arduino for å konvertere binær til BCD, en oppgave som ville være vanskelig med TTL - men vurderer at han bestemte seg for å bruke tre fantastiske sovjetiske æra IV-9 Numitron-rør for datamaskinens skjerm (bildet nedenfor), tilgir vi ham. En Arduino brukes også til å laste opp mikroinstruksjonene til NVRAM (på bildet ovenfor er NVRAM-sjetongene omtrent synlige på høyre side av brødplaten).



IV-9, Numitron-skjerm fra sovjettiden

Til syvende og sist, men hvis du velger å følge i Hoveys fotspor, må du være ganske kunnskapsrik med TTL og pinouts av gamle sjetonger - Tross alt gir ikke Hovey detaljerte koblingsskjemaer. For dette prosjektet var Hoveys bibler Digital Computer Electronics (først publisert i 1977), som introduserer SAP1 instruksjonssettarkitektur som ble brukt av Hovey, og TTL Cookbook (første gang utgitt i 1972).

Det siste trinnet, ifølge Hoveys blogg, er å designe et steampunk-etui for 8-bits datamaskinen. Hvis det til og med kommer i nærheten av å konkurrere Datamancer's seminal steampunk laptop , det blir en godt utført jobb.



Copyright © Alle Rettigheter Reservert | 2007es.com