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世界超強(qiáng)完美DIY 電子奇才五年全手工制作CPU


首先先給大家介紹下CPU的發(fā)展歷程,CPU是Central?Processing?Unit(中央微處理器)的縮寫(xiě),由運(yùn)算器和控制器兩部分組成,按照其處理信息的字長(zhǎng),CPU可以分為:4位微處理器、8位微處理器、16位微處理器、32位微處理器以及正在走紅的64位微處理器。


第1階段(1971-1973年)是4位和8位低檔微處理器時(shí)代,通常稱為第1代,其典型產(chǎn)品是Intel4004和Intel8008微處理器和分別由它們組成的MCS-4和MCS-8微機(jī)。


第2階段(1974—1977年)是8位中高檔微處理器時(shí)代,通常稱為第2代,其典型產(chǎn)品是Intel8080/8085、Motorola公司、Zilog公司的Z80等。


第3階段(1978—1984年)是16位微處理器時(shí)代,通常稱為第3代,其典型產(chǎn)品是Intel公司的8086/8088,Motorola公司的M68000,Zilog公司的Z8000等微處理器。


第4階段(1985—1992年)是32位微處理器時(shí)代,又稱為第4代。其典型產(chǎn)品是Intel公司的80386/80486,Motorola公司的M69030/68040等。


第5階段(1993-2005年)是奔騰(pentium)系列微處理器時(shí)代,通常稱為第5代。典型產(chǎn)品是Intel公司的奔騰系列芯片及與之兼容的AMD的K6、K7系列微處理器芯片。


第6階段(2005年至今)是酷睿(core)系列微處理器時(shí)代,通常稱為第6代?!翱犷!笔且豢铑I(lǐng)先節(jié)能的新型微架構(gòu),設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)是提供卓然出眾的性能和能效,提高每瓦特性能,也就是所謂的能效比。


那么接下來(lái)就讓我們一起來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)“完美DIY”夢(mèng)想,使我們多了一些大開(kāi)眼界、崇拜和向慕的機(jī)會(huì)。



上圖為一個(gè)貨真價(jià)實(shí)的CPU,細(xì)心的朋友則肯定已經(jīng)看到這個(gè)東西下面的“Magic-1 Homebrew CPU”字樣了。這是由一名Bill Buzbee的家伙手工打造的CPU。


Buzbee是一位編譯器作者。但他為自己不熟悉CPU的實(shí)際工作而感到郁悶。因此想到了親自動(dòng)手來(lái)作一個(gè)CPU。


Hello summer
純手工CPU的廬山真面目



實(shí)物照片大曝光,已經(jīng)在工作狀態(tài)……



鏤空的頂板,可以看到內(nèi)部的照明藍(lán)光,非常絢麗。


學(xué)過(guò)數(shù)字邏輯和數(shù)字電路的朋友一定知道,通過(guò)使用TTL門(mén)電路,的確是能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)CPU的;筆者在大學(xué)時(shí)也曾在軟件上使用74系列芯片模擬過(guò)功能非常簡(jiǎn)單的CPU。


然而,Buzbee朋友搞得這個(gè)家伙卻是一個(gè)功能完全的CPU,我不知該如何形容它的功能,我本想說(shuō)“麻雀雖小,五臟俱全”,但是……



這小朋友抱著DIY出來(lái)的CPU,不知道心里是個(gè)什么滋味呢?


Hello summer
手工電路板特寫(xiě)圖秀



ALU/寄存器板的元件面



ALU/寄存器板的連線面



控制板的元件面



設(shè)備板的元件面,注意中間有一塊鋰電池



怎么樣?夠強(qiáng)的吧?這還不算什么,這個(gè)Buzbee還用這個(gè)CPU組裝了一臺(tái)微型計(jì)算機(jī),名字也叫Magic-1。



這臺(tái)計(jì)算機(jī)包括兩個(gè)串口和一塊20M的1.3吋硬盤(pán)和另一塊30M硬盤(pán)。最讓人“乍舌”的事,這位朋友還將這臺(tái)計(jì)算機(jī)做為一個(gè)Web服務(wù)器,同時(shí)支持Telnet會(huì)話(雖然只支持一個(gè)會(huì)話)。


哦,還有,為了讓這個(gè)系統(tǒng)能夠跑起來(lái),Buzbee還為它準(zhǔn)備了一個(gè)C編譯器!


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