ЦП для проекту ретро-комп’ютерної школи


9

Я студент ІТ-школи, і ми намагаємось придумати проект, який ми могли б використати, щоб показати студентам 1 курсу, як все працює за сценою, і ми врешті-решт думали зробити ретро-комп’ютер.

Я читав багато речей, що стосуються процесора Z80, але я гадаю, що нам потрібно щось більш потужне, ми все ще задаємося питанням архітектури, хоча ARM може бути хорошим вибором, враховуючи, що ми знайдемо багато документації. також встановлено деякі особливі потреби:

  • Зовнішня шина адреси, якщо нам потрібно більше оперативної пам'яті
  • > 50 МГц
  • 16 або 32 біт
  • Немає пакету BGA / QFN
  • Немає плати FPGA
  • Послідовний інтерфейс (?)
  • Не надто дорого, оскільки у нас обмежений бюджет

P8X32A-D40 виглядає як хороший процесор, але йому не вистачає необхідної оперативної пам’яті (32 кб), я більше думав про щось на кшталт> 1 Мб. Можливо, eZ80 варто задуматися. Ми хотіли б відповіді експериментованих людей, як ви.

Дякую.

Редагувати: Незважаючи на те, що я прийняв відповідь, оскільки вона задовольняє наші потреби, питання все ще відкрите для інших пропозицій, оскільки нам доведеться обговорити вибір з командою студентів, які бажають взяти участь у проекті.


4
Спочатку ви обговорюєте створення ретро-комп’ютера, а потім виставляєте характеристики (50 МГц,> 1 Мб оперативної пам’яті) для мікропроцесорів значно новіші. Z80 мав максимальну тактову частоту 2 МГц і міг підтримувати 64 Кб пам'яті. Чіт пропелера (P8X32A-D40) - один із моїх улюблених завдяки його унікальній архітектурі, але це, безумовно, не ретро-обчислення. Z80 не є поганим вибором, оскільки є досить багато інформації про складання домашньої системи, наприклад, це див .
tcrosley

Я знаю, що ці параметри змусять комп’ютерів давніх часів заздрити, але я думаю, що якесь ретро ++ було б ідеальним (інші студенти вважають все, що нижче 1 ГГц, як "ретро" все одно ...)
Ентоні Тессейр

4
У класі мікроконтролерів, які я взяв, ми використовували Motorola 6800 ... він досить складний з усіма різними режимами адресації, що робить 8-бітні Atmels та PIC схожими на іграшку. Але це не так складно, що ви можете побудувати ментальна модель речі, не втрачаючи розуму. Це просто залежить від того, як "під капотом" ви хочете потрапити.
Даніель

Я збирався будувати щось подібне. Погляньте на WDC 65C816 - це 16-бітна похідна CMOS від поважного 6502 і постачається в пакеті DIP40.
Петро

7
Я повністю не згоден з причиною закриття цього питання. ОП шукає відповідну архітектуру комп’ютера для учнів школи з урахуванням набору критеріїв. Я відповів спершу на рекомендацію щодо відповідної архітектури, ймовірно, тієї, про яку він не знав, і так, потім порекомендував певний чіп, оскільки він був доступний для зручного для студентів пакету DIP. Але я думаю, що моя досить вичерпна відповідь із переліком причин моїх рекомендацій буде корисна в майбутньому для всіх, хто намагається прийняти те саме рішення. Рекомендуйте це повторно відкрити.
tcrosley

Відповіді:


6

Хоча наявні в даний час версії не мають справжньої шини зовнішньої адреси (вона приходить), ви можете розглянути Microchip PIC32 . Його архітектура базується на MIPS , починаючи з 1988 року, і є одним з двох основних наборів інструкцій RISC (інший - ARM). Тож у цьому плані це можна вважати ретро. (Трохи дрібниці: Sony Playstation використовував MIPS-процесор.)

Однією з приємних особливостей PIC32 (і незвичною для 32-бітового мікроконтролера) є те, що ви можете отримати декілька різновидів у пакеті DIP, однак максимально доступна пам'ять буде обмежена порівняно з версіями для поверхневого кріплення. Один з PIC з найбільшою пам'яттю в 28-контактному DIP-пакеті - PIC32MX250F128 із 128 КБ флеш-пам’яті (програми) та 32 КБ оперативної пам’яті. Він доступний у Digi-Key у США та Farnell у Великобританії .

Хоча оперативна пам’ять може здатися обмеженою, зауважте, що PIC - це гарвардська архітектура , що означає, що програми та простори адрес даних є окремими, а програми виконуються нестандартно, тому вам не потрібно багато оперативної пам'яті. (Для пуристів PIC32 - це фактично модифікована Гарвардська архітектура, оскільки можна запускати програми з оперативної пам'яті.) Інша альтернатива - Фон Нойманархітектура (використовується, наприклад, для ПК), де є один адресний простір для всього, і програми, як правило, не вистачає оперативної пам’яті, одним винятком є ​​те, що вони, як правило, повинні мати принаймні деякі Flash або ROM (звані BIOS на ПК) в простір адреси процесора для виконання процедури завантаження для завантаження ОС з пристрою масової пам’яті або мережі в оперативну пам’ять. Z80 (і більшість мікропроцесорів свого часу) також використовували архітектуру Von Neumann. Тож треба було вмістити і програму, і дані в 64 Кб. Деякі мікрофони з архітектурою Фон Ноймана також відобразили їх периферійні пристрої в той же 64K адресний простір; інші використовували окрему порт-адресацію.

У зовнішній шині поточні PIC32 (але тільки в пакетах для поверхневого монтажу через кількість штифтів) мають 8 або 16-бітовий "Порт паралельного керування" (PMP), який у поєднанні з DMA може передавати дані туди і назад автоматично між оперативною пам’яттю PIC і зовнішньою оперативною пам’яттю або периферійною. Однак це не дозволяє безпосередньо отримувати доступ до зовнішньої пам'яті (в адресному просторі процесора) або виконувати там код. Найновіша сім'я PIC32MZ , перелічена, але ще не наявна у Digi-Key, матиме справжню шину зовнішньої адреси, до 2 Мб Flash, 1/2 МБ оперативної пам’яті та працює на частоті 200 МГц.

PIC32MX250F128 працює на 50 МГц, є й інші, які працюють на частоті 80 МГц. Він має два послідовних порти UART; вам знадобиться перетворювач рівня, щоб перевести його на сигнали RS232.

Оскільки він упакований як DIP і може працювати без зовнішнього генератора, для початку все, що вам потрібно, - це джерело живлення 3.3.v, кілька кришок для роз'єднання 0,1 мкФ та дошка. Ви можете отримати безкоштовний компілятор C та IDE від Microchip.

Після того, як процесор буде запущений і працює, ви можете додати периферійні пристрої, такі як РК-дисплей, кнопки (навіть клавіатура) тощо.

Ви можете отримати інші PIC32MX, що мають до 512 Кб флеш-пам’яті та 128 КБ оперативної пам’яті, але лише в пакетах для поверхневого монтажу, таких як TQFP та VQFN, які вимагатимуть розміщення друкованої плати (у вас буде така ж проблема з будь-яким процесором ARM).


Велике спасибі, це дуже інформативно, і такий PIC насправді би відповідав нашим потребам. Ми адаптуємо наш дизайн у випадку, якщо відчуємо необхідність перейти на пакет VQFN або сімейство PIC32MZ.
Ентоні Тейсейр

Я б не сказав, що це вимога процесорів, які використовують архітектуру фон Неймана для запуску своїх програм з ОЗУ. Звичайно, можна мати флеш та оперативну пам’ять на одній карті пам'яті, що дозволяє запускати код з будь-якого. У процесорів von Neumann просто є одна шина та адресний простір як для інструкцій, так і для даних.
Джейсон Р.

@JasonR Я не мав на увазі, що програми в архітектурі фон Неймана повинні були закінчуватися оперативною пам’яттю, адже вони повинні мати принаймні трохи Flash або ROM (званий BIOS на ПК) для виконання програми завантаження для завантаження ОС вимкнути пристрій або мережу зберігання даних в оперативну пам’ять. (Звичайно, справді ранні комп'ютери, включаючи ранні комп'ютери, такі як Altair 8800 , навіть не мали завантажувального ПЗУ, і вам довелося перемикати завантажувач вручну за допомогою перемикачів передньої панелі). Я оновив свою відповідь.
tcrosley

3

Хоча я широко погоджуюся з @tcrosley, я відчуваю себе обов'язковим зазначити, що якщо ви дійсно хочете показати іншим студентам, як все працює «поза сценою», то вам слід отримати плату FPGA (просто купіть її, не намагайтеся зробити це ) та навчитися будувати процесор з нуля, використовуючи логіку. Погляньте на це, щоб мати гарну відправну точку.


1

Ви розглядали серію MC68000?

Це 16/32 бітний процесор, за винятком 68008, рядок даних - це 16 біт, деякі з них можуть легко працювати на 50 МГц, а адресний простір - 16 Мб.

  • Зовнішня шина адреси, якщо нам потрібно більше оперативної пам'яті - так і тільки
  • > 50 МГц - може бути
  • 16 або 32 біт - і те й інше
  • Немає пакету BGA / QFN - так
  • Ні плати FPGA - ні
  • Послідовний інтерфейс (?) Немає, ви повинні зробити своє, але дуже просто
  • Не надто дорого, оскільки у нас обмежений бюджет - так

Ось повна документація: https://www.nxp.com/docs/en/reference-manual/MC68000UM.pdf

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.