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全邦超强完满DIY 电子奇才五年全手工创制CPU

  

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  *支持512x480双色VGA输出,或128x240256色VGA输出;除了名字起的很糟糕之外,这块处理器可谓Steve Chamberlin的心血之作。这款8位处理器及其配套的计算机系统将在第四届Maker Faire年会会场上展示,届时Steve Chamberlin将向与会的8万名参展人员演示使用这台DIY电脑玩国际象棋游戏。Maker Faire年会是一个专供DIY爱好者,改造爱好者展示自己作品的大型展会。 2003年9月18日 决定使用普通的带皮电线进行连接(奇怪,前面已经决定一次了) *配备512KB内存,512KB ROM,2019改日商机新能源行业探求通知新能源行业通知,使用24位地址线结构,最多允许的RAM+ROM容量为1MB; 2001年12月6日 Buzbee开始写项目日志,并为自己制定了一张艰难但还算乐观的日程表2001年12月18日 完成错误处理和中断机制的基本设计2001年12月29日 完成微代码的第一轮设计2002年1月6日 完成了Magic-1模拟器,可以对调用/返回指令序列进行跟踪2002年1月8日 模拟了Fibonacci函数,并丰富了软件接口约定2002年1月13日 Magic-1汇编器(qas)成形 这台名叫“线地狱”(Big Mess O‘ Wires)的电脑能运行BASIC程序,CPU主频为2MHz(理论最高极限为3MHz),512KB的RAM和512KB的ROM(上一次看到KB级 别的配置是何时?真是怀念的泪流满面啊),视频输出方面如果是黑白双色的线色的线了。 2002年的其他日子 向Ken Sumrall请教如何使用寄存器,从他那里学到了Ohm规则 真的猛士,敢于DIY自己的生活;真的猛士,敢于DIY自己的电子产品;真的猛士,敢于只用导线和晶体管DIY自己的电脑。从零开始造电脑……这得是何等的生猛啊。一般人也就是自己组台机器装个系统啥的,这位叫Steve的哥们却不这么想,他觉得不自己拿导线啥的造台电脑出来你出门都不好意思跟人家打招呼…… 学过数字逻辑和数字电路的朋友一定知道,通过使用TTL门电路,的确是能够实现一个CPU的;笔者在大学时也曾在软件上使用74系列芯片模拟过功能非常简单的CPU。然而,Buzbee朋友搞得这个家伙却是一个功能完全的CPU,我不知该如何形容它的功能,我本想说“麻雀虽小,五脏俱全”,但是…… 怎么样?够强的吧?这还不算什么,这个Buzbee还用这个CPU组装了一台微型计算机,名字也叫Magic-1。 2003年8月10日 在模拟器上成功地实现了Fibonacci程序的C语言版本 (这一天是Buzbee的生日) 这台计算机包括两个串口和一块20M的1.3吋硬盘和另一块30M硬盘。最让人“乍舌”的事,这位朋友还将这台计算机做为一个Web服务器,同时支持Telnet会话(虽然只支持一个会话)。哦,还有,为了让这个系统能够跑起来,Buzbee还为它准备了一个C编译器! 看看上面这张图,究竟是个什么东东呢?可能有人会说,这不过是个大学生用的实验仪器吧。但细心的朋友则肯定已经看到这个东西下面的“Magic-1 Homebrew CPU”字样了。难道这真的是一个CPU?请赶快闭好你张大了的嘴巴。让笔者来告诉你答案:的确是!这是一个名字叫Bill Buzbee的朋友用200多块74系列的TTL集成电路通过纯手工制造的CPU。这个神奇的Magic-1,就是由一个名叫Bill Buzbee的家伙手工打造的CPU。而Magic-1也是基于这个CPU制造的计算机的名字。有意思的是,“制作Magic-1的念头是在一次午餐中冒出来的”,Buzbee说。Buzbee是一位编译器作者。但他为自己不熟悉CPU的实际工作而感到郁闷。因此想到了亲自动手来作一个CPU。Buzbee在大学时候没有学过任何电子类的课程,而且对于晶体管、电阻、电容等也只是一知半解。不过他的朋友Ken想到有一本老杂志曾经介绍过如何使用TTL集成电路来制作极其简单的CPU,并推荐他去看一看。一周后,Buzbee找到了这些文章,并全部读了一遍。然后在下一次午餐上,Buzbee对Ken说起决定自己打造一个CPU。Ken说:“为什么不呢?”于是,Bill Buzbee的Magic-1项目拉开了序幕。 现在的电脑,仅仅一个CPU里那可是有上亿个晶体管啊……纯手工的话那简直是不可想象,即使强如此人也只能退而求其次,最终造出来极低配置电脑……但那也是电脑啊!! *处理器使用8位数据线位地址线位通用数据寄存器,三个24位寄存器则用于存放程序计数器,堆栈指针寄存器以及地址指针,CPU内部采用一条数据总线来连接寄存器和算术逻辑单元,而内存,ROM和内存映射装置等则使用另一条数据总线连接。ALU单元还配备了专用左/右数据输入总线。 这款“家酿”CPU可以支持完整的硬件地址转换、内存影射IO和DMA,并且支持多进程,主频“高达”3MHz;该CPU采用8位地址总线K的代码页,这些地址影射到22位的物理地址空间中,如果算上外部设备的地址空间就是23位物理地址空间。 2002年1月18日 决定是选择大尾数法还是小尾数法表示整数的字节顺序,最终选择了大尾数法 *CPU的机器语言指令以微指令形式存储在三个并行ROM中,以生成24位微代码指令字。每时钟周期可以执行一条微指令,一条机器语言指令最多可以包含16条微指令; 2002年3月9日 决定使用普通电线日 对指令集架构进行了意义重大的改变

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