Как собрать свой процессор с нуля

Компьютерный инженер-энтузиаст Стив Чемберлин, вдохновленный проектами по созданию ПК из дискретных логических микросхем, построил собственный на основе самодельного процессора. На работу ушло несколько лет. Ход проекта автор задокументировал в 100 постах, начиная от идеи и десятков неудач, до презентации полноценной демо-версии ПК.

Автор поставил перед собой несколько целей:

• Построить с нуля процессор из простых элементов, в котором были бы использованы чипы серии 7400.
• Свести к минимуму сложность аппаратной части.
• Процессор должен стать частью системы ПК.
• Готовый компьютер должен запускать реальные программы.
• Система должна быть достаточно быстрой для запуска интерактивных программ.

Работа началась в 2007 году с разработки высокоточного эскиза внутреннего дизайна процессора, а сборка стартовала в феврале 2008-го. К апрелю того же года автор впервые запустил наполовину готовый Big Mess o ‘Wires 1 (BMOW 1; в примерном переводе с английского: “путаница проводов”), на котором произвел вычисление Фибоначчи.

Автор впоследствии добавил в свой ПК VGA-видео, аудио-систему и установил Basic, что позволило запускать сложные программы, написанные на ассемблере или скомпилированные на С.

Автор построил BMOW 1 на плате Augat, предварительно заполненной тысячами выводов для намотки проводов. На это ушло 1250 проволочных проводника — около 2500 соединений.

В итоге у инженера получился ПК со следующими конфигурациями:

— текущая тактовая частота 2 МГц;

— 512 Кб RAM, 512 Кб ROM;

— потребляемая мощность 10 Вт, 2А при 5В;

— видеовыход VGA 512х480 с двумя цветами или 128х240 с 256 цветами;

— трехголосный программируемый звуковой генератор;

— стандартная клавиатура с разъемом PS/2.