在很多人看來,電腦電腦打造一臺家用的鍵恢計算機需要太多硬件:主板、CPU 等等

在很多人看來,復出打造一臺家用的廠模計算機需要太多硬件:主板、CPU 等等。電腦電腦但實現一個 8 位的鍵恢計算機遠沒有這么復雜。近日,復出一位名為 Matt Sarnoff 的廠模開發者就僅用了 6 個芯片就組裝好了一臺計算機。它不僅能有音視頻輸入輸出,電腦電腦還可以完成編程任務。鍵恢不愧是復出經典又復古的 8 位電腦。

時至今日,廠模8-bit 風格的電腦電腦電腦依然有著不朽的魅力。那么,鍵恢是復出否可以使用經典的 CPU 來完成現在的計算任務,同時保留 8-bit 的風格呢
近日,一位名為 Matt Sarnoff 的開發者開發了一款經典的家用計算機,名為 Amethyst。它有一個集成式的鍵盤,能夠生成聲音和圖像電腦一鍵恢復出廠模式。其中有一個高級編程語言,能夠讓用戶自己編程。更重要的是,這個計算機只需要 6 塊芯片,其中包括一個 ATMEGA1284P 的 CPU,一個 USB 接口芯片,以及 4 個簡單的集成電路。

據作者介紹,Amethyst 是一種復古風格的家用九,圍繞 ATmega1284微打造。它能夠合成 NTSC 視頻輸出,有著高色彩和高分辨率模式、單聲道音頻輸出和一個完整的機械鍵盤。

該計算機使用 Forth 編程語言,有圖像和聲音指令、調試器和屏幕編輯功能。它采用一個 USB Type-B 接口,提供 5V 的電源和與一臺 PC 的連接溝通。
在硬件配置上,首先是 CPU。作者使用了 ATMEGA1284P。這是一個 2008 年發布的 CPU,有 128KB 的閃存和 16KB 的內存。它的運行主頻最高達到 20MHZ,有一個內置的序列界面以及 32 位的輸入 / 輸出 pin。
如何讓這個電腦輸入和輸出視頻?作者找出了 4 個 7400 芯片——兩個多路復用器和兩個并行到串行移位寄存器。
具體而言,他將 CPU 上的 8 個 pin 設置并行,將其同時傳入 4 個芯片中,從而將它們轉換高速串行比特流。通過這種方式,他能夠讓計算機在屏幕上顯示出 215 種不同的顏色。當然,這樣帶來的代價也很大,為了跟上屏幕刷新,CPU 只剩下 25% 的算力處理其他任務了。

計算機的整體電路圖示。這是一個單板計算機,使用 6 個芯片,生成 215 色視頻。鍵盤直接焊在板子上,同樣支持音頻和四個串行 I/O 鏈接,用于外圍任務,如游戲控制或存儲設備。該電腦使用了自帶的 Forth 虛擬機,提供編程環境。編程語言和環境
由于最終目的是提供一個輕量級的編程環境,所以作者選擇了 Forth 而不是 Basic。Forth 是嵌入式系統的語言,具有交互性以及可高效編譯代碼的功能,可以在有限空間內發揮作用。由于 1284P 不能夠直接從 RAM 中執行已編譯的代碼,因此將代碼編譯為中間字節代碼,之后該字節碼將作為數據提供給從 1284P 的虛擬機。虛擬機的代碼是用匯編代碼編寫的,并進行了適當的手動調整以使其盡可能高效。

作者能夠使用先進的激光切割機,因此設計以及制造木箱(wooden case)并不是很困難。機械鍵盤的開關直接焊接在 Amethyst 的單印刷電路板上,這個鍵盤的空格鍵在 Enter 鍵上方。


更有趣的是,電腦還自帶了一個游戲。游戲中,玩家扮演機器人「#」,并從一大推字符中尋找「kitten」。

那么這個別具風格的家用計算機具體需要哪些硬件呢?請看以下硬件清單:· 以 14.318 MHz 運行的 ATmega1284 微(8 位)· 16KB 內存儲器(16352 字節可用于應用程序)· 4KB 非易失性 EEPROM 存儲· 具有 Cherry MX 鍵開關的機械鍵盤· NTSC 彩色和單色復合視頻輸出:o 256 色、16 色和 4 色位圖圖形,分辨率最高為 160x200o 分辨率高達 640x200 的單色位圖圖形o 40x25 和 80x25 單色文本模式o 40x25 彩色文本模式o 40x25 彩色平鋪圖形模式· 單聲道音頻輸出(脈沖波或 PWM)· USB 串行通信速度高達 57600 波特· 四個 SPI 擴展端口,用于外設、和存儲設備· 僅 6 個芯片(ATmega1284、FT320X、2 個 74HC157 和 2 個 74HC166)
完整的原理圖、PCB 文件以及系統代碼都可以在 Github 里找到。同時,作者也表示歡迎讀者通過已提供的信息構建自己的 Amethyst 或者改進其已有的設計。
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