Cómo construir una computadora de 8 bits desde cero

Kyle Hovey

No contento con su nuevo transistor de 1.400 millones Procesador Ivy Bridge? Tal vez hace demasiado calor o carece de los poderes de empuje de polígonos que requieres? Bueno, tengo lo que necesitas: ¿Qué tal si lo aumentas con una CPU de 8 bits de bricolaje?

One Kyle Hovey ha decidido construir su propia CPU de 8 bits desde cero, con una placa de pruebas, chips NVRAM (RAM no volátil), transistores de montaje en superficie y montones, montones de cables. Esto en sí mismo no es particularmente espectacular, los estudiantes de ingeniería electrónica lo han estado haciendo desde los años 70, pero Hovey también ha decidido narra toda la construcción, para que puedas seguirlo.

La ALU (unidad lógica aritmética) de 8 bits de Hovey se construye completamente con lógica transistor-transistor (TTL), al igual que los registros. Las microinstrucciones (el código de operación, el ISA) que realmente controlan la ALU se almacenan en la NVRAM. Un contador de anillo, que recorre continuamente seis salidas diferentes, controla el ciclo de recuperación / decodificación / ejecución.



Código de operación de microinstrucción SAP1 escrito a mano

En cuanto a la salida, Hovey hace un poco de trampa: usa un Arduino para convertir binario a BCD, una tarea que sería complicada con TTL, pero considerando que decidió usar tres asombrosos tubos IV-9 Numitron de la era soviética para la pantalla de la computadora (en la foto abajo), lo perdonamos. También se usa un Arduino para cargar las microinstrucciones en la NVRAM (en la imagen de arriba, los chips NVRAM son casi visibles en el lado derecho de la placa).

IV-9, pantalla Numitron de la era soviética

Sin embargo, en última instancia, si elige seguir los pasos de Hovey, tendrá que ser bastante inteligente con TTL y los pines de los chips antiguos; después de todo, Hovey no proporciona esquemas de cableado detallados. Para este proyecto, las biblias de Hovey fueron Digital Computer Electronics (publicada por primera vez en 1977), que presenta la arquitectura de conjunto de instrucciones SAP1 utilizada por Hovey, y el TTL Cookbook (publicado por primera vez en 1972).

El último paso, según el blog de Hovey, es diseñar una carcasa de estilo steampunk para su computadora de 8 bits. Si siquiera se acerca a rivalizar El portátil steampunk seminal de Datamancer, será un trabajo bien hecho.

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