「靓科技解读」个集成ic打造出复古时尚經典电子计算机:215 色显示信息,能程序编写能玩小游戏,6
在很多人看来 , 打造一台家用的计算机需要太多硬件:主板、CPU等等 。 但实现一个8位的计算机远没有这么复杂 。 近日 , 一位名为MattSarnoff的开发者就仅用了6个芯片就组装好了一台计算机 。 它不仅能有音视频输入输出 , 还可以完成编程任务 。 不愧是经典又复古的8位电脑 。
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时至今日 , 8-bit风格的电脑依然有着不朽的魅力 。 那么 , 是否可以使用经典的CPU来完成现在的计算任务 , 同时保留8-bit的风格呢?
近日 , 一位名为MattSarnoff的开发者开发了一款经典的家用计算机 , 名为Amethyst 。 它有一个集成式的键盘 , 能够生成声音和图像 。 其中有一个高级编程语言 , 能够让用户自己编程 。 更重要的是 , 这个计算机只需要6块芯片 , 其中包括一个ATMEGA1284P的CPU , 一个USB接口芯片 , 以及4个简单的集成电路 。
可以看到 , 你可以在上面完成一些基本操作 。 这个计算机还可以显示彩色图像 。
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那么 , 怎样用这些简单的硬件组装一台计算机呢?
Amethyst:六个芯片打造家用计算机
据作者介绍 , Amethyst是一种复古风格的家用九三级 , 围绕ATmega1284微控制器打造 。 它能够合成NTSC视频输出 , 有着高色彩和高分辨率模式、单声道音频输出和一个完整的机械键盘 。
该计算机使用Forth编程语言 , 有图像和声音指令、调试器和屏幕编辑功能 。 它采用一个USBType-B接口 , 提供5V的电源和与一台PC的连接沟通 。
此外 , Amethyst兼容Optibootbootloader , 能够将固件加载到上面 , 不需要特殊的编程硬件 。
硬件配置
在硬件配置上 , 首先是CPU 。 作者使用了ATMEGA1284P 。 这是一个2008年发布的CPU , 有128KB的闪存和16KB的内存 。 它的运行主频最高达到20MHZ , 有一个内置的序列界面控制器以及32位的输入/输出pin 。
如何让这个电脑输入和输出视频?作者找出了4个7400芯片——两个多路复用器和两个并行到串行移位寄存器 。
具体而言 , 他将CPU上的8个pin设置并行 , 将其同时传入4个芯片中 , 从而将它们转换高速串行比特流 。 通过这种方式 , 他能够让计算机在屏幕上显示出215种不同的颜色 。 当然 , 这样带来的代价也很大 , 为了跟上屏幕刷新 , CPU只剩下25%的算力处理其他任务了 。
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计算机的整体电路图示 。 这是一个单板计算机 , 使用6个芯片 , 生成215色视频 。 键盘直接焊在板子上 , 同样支持音频和四个串行I/O链接 , 用于外围任务 , 如游戏控制或存储设备 。 该电脑使用了自带的Forth虚拟机 , 提供编程环境 。
编程语言和环境
由于最终目的是提供一个轻量级的编程环境 , 所以作者选择了Forth而不是Basic 。 Forth是嵌入式系统的语言 , 具有交互性以及可高效编译代码的功能 , 可以在有限空间内发挥作用 。 由于1284P不能够直接从RAM中执行已编译的代码 , 因此将代码编译为中间字节代码 , 之后该字节码将作为数据提供给从1284P的虚拟机 。 虚拟机的代码是用汇编代码编写的 , 并进行了适当的手动调整以使其尽可能高效 。
作者能够使用先进的激光切割机 , 因此设计以及制造木箱并不是很困难 。 机械键盘的开关直接焊接在Amethyst的单印刷电路板上 , 这个键盘的空格键在Enter键上方 。
作者所用机械键盘的空格键不像一般键盘那样位于中间 , 而在Enter键的上面 。
效果展示
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从上图来看 , 这台电脑提供了一个命令行界面 , 用户可以进行各种操作 。
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