¿Es posible construir una computadora / procesador programable en una placa de pruebas?

Es bastante fácil construir una computadora en una placa utilizando un microcontrolador de un solo chip. Excepto por las E / S (como un teclado y una pantalla), un microcontrolador en sí mismo es prácticamente una computadora completa. Simplemente colocarlo en una placa y conectar algunos cables es trivial y se puede hacer en diez minutos.

El siguiente paso sería construir una computadora usando un microprocesador, como un Intel 8080, con memoria de programa separada y chips de RAM.

También puede construir una computadora completa en una placa utilizando componentes lógicos básicos, como este:

La descripción de esto está aquí. Se compone de una docena de tipos de IC de la serie 74LS00. Sin embargo, es solo una computadora de 8 bits y no tiene mucha RAM. La ventaja de construir uno desde cero es que puede diseñar su propio conjunto de instrucciones. Pero eso significa escribir su propio ensamblador y compilador para ello.

Tenga en cuenta que extender un diseño de 8 bits a 32 bits significaría que sería casi cuatro veces este tamaño.

Incluso si usa un microprocesador comercial, no podrá construir una máquina que pueda ejecutar Linux en una placa de pruebas. Una computadora de tablero como la anterior probablemente no funcionará más rápido que unos pocos cientos de kHz o un par de MHz. Las computadoras que ejecutan Linux son cientos o incluso mil veces más rápidas. El cableado de la placa de pruebas simplemente no admitirá esas frecuencias. Y los procesadores que ejecutan Linux no vienen en paquetes DIP (doble en línea) que se conectan a una placa de prueba de todos modos, todos son de montaje en superficie.

Si desea ejecutar Linux en una máquina pequeña, es mejor que solo obtenga una Raspberry Pi.

Sin embargo, si aún desea jugar con un procesador de 32 bits en una placa de pruebas, puede considerar un microcontrolador de 32 bits como uno de la serie Microchip PIC32MX. Puede obtener uno en un paquete DIP de 28 pines con 256K de memoria flash y 64K de RAM por aproximadamente $ 4. Debido a que tiene un oscilador interno, puede ejecutarlo a una velocidad bastante alta (como 8 MHz o superior) sin preocuparse por las señales de alta velocidad en el tablero. Microchip tiene un ensamblador gratuito y un compilador de C para ello.

Seguro que puedes. Es más fácil con los procesadores empaquetados DIP, aunque otros tipos de paquetes a menudo tienen adaptadores que los hacen utilizables con placas de pruebas.

El 68-Katy es una computadora de 32 bits * basada en 68000 que fue prototipada en una placa de pruebas y ejecuta Linux.

(La imagen es del sitio web 68-Katy . ¡Visítala!)

Si busca en la web, también puede encontrar muchos otros ejemplos.


* Nota: considero que el 68000 es una arquitectura de 32 bits; sin embargo, a menudo se llama arquitectura de 16 bits. YMMV.

Intente en el futuro hacer UNA pregunta a la vez. Sin embargo, en orden de tu comentario

  1. Sí – Helm PCB – Computadora 8088
  2. Un 8080, un reloj 8204, un pestillo octal 74373, un chip RAM Winbond W24257A, una EEPROM Atmel AT28C256 32Kx8, etc.
  3. No. No se puede “empujar” un 8088 que es un procesador de 16 bits a cualquier otra cosa.
  4. No necesita hacer su propio compilador, pero no, Linux, Java, etc. no funcionarán, es un nivel demasiado alto.
  5. No, no se requiere una FPU; bueno, no se requiere hacer una computadora de tablero. Puede ser necesario si necesita matemática de punto flotante.

Por qué no? Primero debe planificarlo y asegurarse de comprar todos los circuitos integrados y componentes que necesita. Algunas partes esenciales son el microprocesador, la memoria EPROM / EEPROM (y su borrador y programador), RAM, chips lógicos (preferiblemente en la serie 74XXXX) y dispositivos de entrada / salida (como interruptores DIP y pantallas de 7 segmentos).

Lo único que deberá tener en cuenta al construir un sistema en una placa de pruebas es que, debido a la naturaleza de la placa de pruebas, habrá muchos elementos parásitos. Mantenga sus cables cortos y no haga ‘arcos’ en todos los ámbitos. Asegúrese de agregar condensadores en los lugares que los necesiten, especialmente entre VCC y VSS (alimentación y tierra) para servir como un “condensador de desacoplamiento”.

¡Buena suerte!

A2A: Desde un punto de vista práctico, no. Desde un punto de vista educativo, puede crear una computadora extremadamente rudimentaria en una placa de pruebas; pero no tendría utilidad, y le costaría más que una Raspberry Pi (que tiene una utilidad considerable).

No. Trabajé en ST Microelectronics (empresa de semiconductores). Los semiconductores se producen en una sala limpia, libre de todas las partículas contaminantes. Las máquinas utilizadas en los procesos son millones de dólares por pieza. Entonces no, no puedes construir el tuyo. Hice metales depositar iones. Materiales aplicados por la empresa> http://www.appliedmaterials.com/

No solo fue posible, en 1978, cuando los 8080 todavía eran caros, también construimos uno de los chips de la serie 7400. Nada que no tuviera un 8080 (sin FPU) y todo lo que sí tenía un 8080. Utilizamos un ensamblador estándar de Mostek.

Una vez que el jefe estuvo convencido de que no escribiríamos código que explotaría un 8080, compramos los reales.

Un conjunto de instrucciones de 32 bits tomaría una CPU de 32 bits, no podría hacerlo con un 8080.