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如何用面包版绕线做原型CPU?

2018年03月12日 09:21 次阅读

从无到有(makesomething fromscratch)一直是工程师的浪漫,例如自行调配出操作系统、自己写系统核心等(如Linux)。然而在家从无到有打造出“一颗”CPU就没听过了吧?最近有一位YouTuber就在免焊万用电路板(俗称面包板)上,以跳线实做出自己设计的CPU。

CPU(中央处理器),这么一小颗神奇的高科技黑方块,是现代电脑的核心元件,大多数电脑设备都是64位CPU,技术层次之深、设计之复杂,要从无到有重新设计、打造出全新的CPU谈何容易?1970年代个人电脑刚萌芽时期的Intel8008、ZilogZ80等8位处理器相对单纯原始,应该比较容易做得到吧?尽管如此,从无到有开发出一个新的8位CPU也不是容易事。

如何用面包版绕线做原型CPU?

不是AMD、Intel、ARM等大公司,自己打造CPU有可能吗?YouTuber保罗·君士坦丁(Paulo ConstanTIno)就向大家证明了这并非办不到的事。他在自己的Github进行名为Dream catcher的完全自行开发电脑计划──把电脑里每个必要元件都重新设计、手工做出来。

对未受过训练的人来说,君士坦丁的CPU作品看起来就像板子上一团又一团的电线。他的作品基于74HC系列的CMOS积体电路,插在面包板上用电线跳接起来,他花了两天时间画电路图、一个星期时间实际制作。目前还很简陋,编写程序需要用DIP开关进行,根据影片,目前只运作过简单程序:从0记数到255(用一排8个LED灯以二进位表示)、演奏音阶、演奏走音的马里奥兄弟主题曲。

如何用面包版绕线做原型CPU?

简陋归简陋,不过影片拍摄的时候是8位,现在已经进化到16位,一共拥有256道指令的指令集(instrucTIons),现在还做好了简单的BIOS(基本输入输出系统),当然又是另外一团电线乱乱的面包板。谢天谢地,终于可以输出画面到屏幕上了,君士坦丁的下一个目标就是再做好连接键盘的功能,这样写程序就方便多了,最终目标又能运作MS-DOS或Minix系统。

如何用面包版绕线做原型CPU?

这样用面包版绕线做CPU原型简直就像愚公移山,不过今日我们认为PCB印刷电路板印制、硬件描述语言(Verilog VHDL)、FPGA(可程序化的积体电路)技术是理所当然,而1980年以前,还没有这些技术,CPU原型就是如此打造。一位矢志从无到有重造轮子的自造者,自然要用古法来制作CPU原型啰。

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边缘计算需要越来越强大的数据处理能力和分析能力。随着5G网络等新技术的崛起,终端的数量以及生成、消费...

发表于 2018-03-19 16:31 74次阅读
Intel Xeon D-2100:边缘计算最佳...

在传统数据中心之外计算,英特尔至强D-2100处...

从越来越多的数据产生自网络边缘的那一刻起,意味着就近提供边缘智能服务的边缘计算将发挥巨大的作用。简单...

发表于 2018-03-19 16:21 99次阅读
在传统数据中心之外计算,英特尔至强D-2100处...

Arm编译器怎么样

发表于 2018-03-19 15:48 206次阅读
Arm编译器怎么样

AMD显卡吃鸡究竟什么水平 AMD显卡测评

为了保证测得游戏帧数差距的准确性,我们选择在老地图Y城东侧的树林里,按照相同的路径走一遍,测试结果取...

发表于 2018-03-19 15:10 472次阅读
AMD显卡吃鸡究竟什么水平 AMD显卡测评

对51转到ARM的新人的一些建议

发表于 2018-03-19 15:00 777次阅读
对51转到ARM的新人的一些建议

传Arm中国合资公司四月成立命名Arm mini...

传Arm预定四月分割中国业务,将成立名为Arm mini China的新公司。Arm mini Ch...

发表于 2018-03-19 12:51 841次阅读
传Arm中国合资公司四月成立命名Arm mini...

ARM推出iSIM新技术将SIM卡集成进设备的处...

目前的物联网设备大多通过 Wi-Fi 或物联网卡连接网络。芯片设计公司 ARM 最近推出了一个新方案...

发表于 2018-03-19 10:56 369次阅读
ARM推出iSIM新技术将SIM卡集成进设备的处...

AMD推出基于Zen+架构和12nm工艺的第二代...

按计划,4月份, AMD 就要推出基于Zen+架构和12nm工艺的第二代 锐龙处理器了。 此前,外界...

发表于 2018-03-19 10:53 269次阅读
AMD推出基于Zen+架构和12nm工艺的第二代...

AMD官方声明Zen架构处理器存在漏洞问题作出的...

来自以色列的安全机构CTS-Labs突然曝出猛料,声称 AMD Zen架构处理器 存在四组12个 高...

发表于 2018-03-19 10:48 242次阅读
AMD官方声明Zen架构处理器存在漏洞问题作出的...

CPU 的浮点运算能力比 GPU 差,为什么不提...

为什么 CPU 的浮点运算能力比 GPU 差,为什么不提高 CPU 的浮点运算能力?

发表于 2018-03-16 15:12 417次阅读
CPU 的浮点运算能力比 GPU 差,为什么不提...

晶圆如何变成cpu

本文开始介绍了晶圆的概念,其次阐述了CPU的工艺要素和和CPU生产流程,最后详细介绍了晶圆如何变成c...

发表于 2018-03-16 13:54 482次阅读
晶圆如何变成cpu