用计算机设计芯片,厉害了！用6个芯片打造复古经典计算机

本文主要是介绍用计算机设计芯片,厉害了！用6个芯片打造复古经典计算机，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

原标题：厉害了！用6个芯片打造复古经典计算机

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Matt Sarnoff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。

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Matt Sarnoff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。

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USB Type-B接口，提供5V的电源和与一台PC的连接沟通。

此外，Amethyst兼容Optiboot (Arduino) bootloader，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。

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(wooden case)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。