真·手搓CPU！舊芯片打造完整CPU：純手工焊接+1800行彙編代碼

來源——硬件世界

一位愛好者使用了老式內存芯片和8-bit時代的邏輯元件，打造出了一整個處理器，不是開發板，不是微控制器，而是一個功能完全的、能夠執行指令、進行內存尋址的CPU。

這位名叫Majsterkowanie i nie tylko（簡稱MINT）的極客愛好者，歷時三個月完成了這個名爲EPROMINT的項目。

MINT從一個簡單的實驗開始，利用過時的EPROM內存芯片控制小型外部系統，例如PWM調光器或消息顯示器。

他發現，如果內存可以模擬基本邏輯，那麼構建一個完整處理器的思路或許並非遙不可及，於是，他一頭扎進了電路圖和經典8-bit CPU（如Z80）的架構研究中。

最終，他成功打造了一臺功能齊全的CPU，看起來不時尚或不精緻，但它根據真實的指令集運行，執行自己的彙編代碼，並像商業處理器一樣響應硬件中斷。

項目從最基本的算術邏輯單元（ALU）開始，最初的原型因不可靠而被廢棄，後續的版本則便於調試。

隨後，他又增加了內存接口、地址總線控制器（由第二個ALU驅動）以及控制邏輯，後者負責解碼操作碼並協調整個數據流。

軟件部分同樣是從零開始編寫的，近2000行代碼定義了處理器如何處理指令、優化數據流動，並創建了測試程序。

這些代碼是基於早期電路板的定製開發工具編寫的，其指令集甚至超越了老式CPU所能做到的，包括乘法、除法、三角函數計算甚至位序列處理等操作。

當所有模塊連接完成後，CPU首次通電，電流爲250毫安，經過測試，它不僅能運行閃爍的LED程序，還能在檢測到中斷時點亮第二個LED，能夠像真實處理器一樣處理外部事件。

最終，這臺CPU由四塊全尺寸的穿孔板組成，重達500多克，如果將所有電線拉直，總長度超過1公里，所有邏輯運算都通過預編程的內存實現，數據路由和指令解碼等功能均依賴於此。

與現代芯片不同，這臺CPU的執行路徑完全暴露，每個時鐘週期、每個操作碼以及所有寄存器的變化都清晰可見。

爲了展示這臺CPU的功能，MINT將其連接到一臺VFD顯示屏上，並編寫代碼播放《黑客帝國》的片段。