(снимка: Majsterkowanie i nie tylko / стоп кадър YouTube)
Инженер-ентусиаст сглоби напълно функционален централен процесор от стари чипове памет. Той е запоил всеки проводник на ръка и е написал сам 1800 реда код на асемблер. Сред възможностите на уникалния процесор е възпроизвеждането на откъси от филми на VFD дисплей.
Изобретението на специалиста по микроелектроника е десетки пъти по-голямо от съвременните Intel Core и AMD Ryzen процесори, заема около една четвърт от масата, но работи, разказва за необичайния проект Tom’s Hardware.
Праисторически процесор
Специалистът с псевдоним “Majsterkowanie i nie tylko”, което означава „направи си сам и още”, е публикувал подробна информация за своя проект чрез видеоклип в YouTube.
Процесорът е изграден върху древни чипове памет и логически компоненти от осембитовата ера. Той не може да замени модерен процесор, но е способен да възпроизвежда култови филми, показвайки изображение на специализиран дисплей.
Външно процесорът EPROMINT наподобява смесица от древни печатни платки, жици и микросхеми, които всъщност не са микро, а макро, съдейки по размерите им. Авторът на проекта твърди, че е запоявал всяка жица на ръка, но не уточнява броя им.
Създаването на EPROMINT му отнема три месеца. През това време инженерът напълно проектира бъдещия процесор, сглобява готов образец, свързва го с екрана и дори написва специален микрокод на асемблер, който заема 1800 реда.
Освен това авторът на необичайния проект внимателно документира целия процес, описва всеки детайл от архитектурата на своя процесор.
От идеята до реализацията
Идеята за създаване на такъв процесор осенила “Majsterkowanie i nie tylko” по време на прост експеримент с остарели чипове памет EPROM, първоначално предназначени за управление на малки външни системи. Инженерът видял колко лесни за работа са подобни чипове и решил да построи нещо по-сложно на тяхна база.
Той веднага се гмурнал с главата напред в проектирането на схеми, копирайки структурата на класическите процесори от 8-битовата ера, по-специално Z80, който допринесе за революцията в персоналните компютри. В резултат на това се получава нещо, което, макар и да не е елегантно, поради сноповете проводници, както и големите си размери, работи в съответствие с реални набори от инструкции и дори изпълнява собствен асемблерен код.
Любителският процесор от древни компоненти дори реагира на хардуерни прекъсвания, точно като съвременен чип, който можете да закупите от магазин за електроника.
Проектът започнал с най-простия компонент на всеки процесор: аритметично-логическото устройство (ALU). Първият прототип, предназначен за извършване на прости операции по събиране, се оказва далеч от надежден и авторът е трябвало да се отърве от него.
Той усъвършенствал процесора с интерфейс за памет и дори контролер на адресната шина, който се управлява от вторичен ALU. Към всичко това е добавена и специална управляваща логика, която декодира кодовете на операциите и координира целия поток от данни.
Софтуер, който вдъхва живот на хардуера
“Majsterkowanie i nie samo” е написал софтуера от нулата, приблизително 2000 реда код – те са необходими, за да се определи как процесорът обработва инструкциите, да се оптимизира преносът на данни в системата и да се създадат процедури за тестване.
Според разработчика, той е трябвало да прибегне до редица трикове, за да получи необходимия резултат, тъй като наборът от инструкции значително надвишавал възможностите на процесорите от старата школа, включително умножение, деление, тригонометрични изчисления и дори обработка на битови последователности.
След окончателното сглобяване процесорът влиза в действие. По време на работа консумира ток от 0,25 A. Що се отнася до размера и теглото му, той заема четири пълноразмерни дъски за макет и тежи над 500 грама.
Но още по-впечатляваща е общата дължина на използваните в него проводници – тя надхвърля 1 км.
Домашно кино с ретро процесор
Малко вероятно е някой да използва EPROMINT в съвременния свят поради размера, теглото и други характеристики отпреди 40 години. Но все пак, нещо е изцедено от него – авторът на проекта измисля как да го използва за показване на изображение на екрана.
Вярно е, че и тук има някои трикове – изображението не се показва на обикновен монитор, а на VFD дисплей (вакуумен флуоресцентен дисплей). Такива екрани използват катодолуминесценция за показване на информация и често могат да се намерят в домакински уреди.
