地球最強DIY！CPU也可以用純手工打造[圖]

強！用集成電路手工打造CPU 

　　在如今越來越靠程序化、流水線作業來完成生產的制造業中，想找一件手工打造的產品，真是越來越難了。

    好在當今社會中，還是有一些強人在孜孜不倦的在完成著心中的『完美DIY』夢想。因此也使我們多了一些大開眼界、崇拜和向慕的機會。

    看看上面這張圖，究竟是個什麼東東呢？可能有人會說，這不過是個大學生用的實驗儀器吧。但細心的朋友則肯定已經看到這個東西下面的『Magic-1 Homebrew CPU』字樣了。

    難道這真的是一個CPU？請趕快閉好你張大了的嘴巴。讓筆者來告訴你答案：的確是！這是一個名字叫Bill Buzbee的朋友用200多塊74系列的TTL集成電路通過純手工制造的CPU。

    這個神奇的Magic-1，就是由一個名叫Bill Buzbee的家伙手工打造的CPU。而Magic-1也是基於這個CPU制造的計算機的名字。有意思的是，『制作Magic-1的念頭是在一次午餐中冒出來的』，Buzbee說。

    Buzbee是一位編譯器作者。但他為自己不熟悉CPU的實際工作而感到郁悶。因此想到了親自動手來作一個CPU。Buzbee在大學時候沒有學過任何電子類的課程，而且對於晶體管、電阻、電容等也只是一知半解。不過他的朋友Ken想到有一本老雜志曾經介紹過如何使用TTL集成電路來制作極其簡單的CPU，並推薦他去看一看。一周後，Buzbee找到了這些文章，並全部讀了一遍。然後在下一次午餐上，Buzbee對Ken說起決定自己打造一個CPU。Ken說：『為什麼不呢？』於是，Bill Buzbee的Magic-1項目拉開了序幕——

很強！純手工CPU制造編年大史記

    2001年12月6日 Buzbee開始寫項目日志，並為自己制定了一張艱難但還算樂觀的日程表 

    2001年12月18日 完成錯誤處理和中斷機制的基本設計 

    2001年12月29日 完成微代碼的第一輪設計 

    2002年1月6日 完成了Magic-1模擬器，可以對調用/返回指令序列進行跟蹤 

    2002年1月8日 模擬了Fibonacci函數，並豐富了軟件接口約定 

    2002年1月13日 Magic-1匯編器（qas）成形 

    2002年1月18日 決定是選擇大尾數法還是小尾數法表示整數的字節順序，最終選擇了大尾數法 

    2002年2月28日 在模擬器中完成了頁面錯誤機制 

    2002年3月9日 決定使用普通電線來進行連線 

    2002年6月3日 對指令集架構進行了意義重大的改變 

    2002年6月4日 用C語言編寫了Fabonacci程序並編譯為Magic匯編程序 

    2002年6月22日 改用分立的數據和代碼地址空間 

    2002年6月25日 設計用於多進程的上下文環境切換 

    2002年7月12日 完成對微代碼的重寫工作 

    2002年8月13日 放棄對rotate指令的支持 

    2002年9月11日 上了Gil Smith的一堂電子電路課程 

    2002年9月22日 從eBay上買了板材和外殼 

    2002年的其他日子 向Ken Sumrall請教如何使用寄存器，從他那裡學到了Ohm規則 

    2003年3月30日 從Jhon Doran的D16/M中得到了靈感，完成了ALU/寄存器板的架構 

    2003年4月13日 完成控制板的架構 

    2003年4月14日 思考前面板的架構 

    2003年5月3日 第一輪架構設計完畢 

    2003年5月6日 將構建環境從Linux一直到Windows 

    2003年5月16日 構思新的Magic-1模擬器 

    2003年5月27日 在新的模擬器上成功運行了Fibonacci程序 

    2003年6月3日 完成了新的匯編器功能 

    2003年6月21日 Magic架構驗證和測試用例達到了100%覆蓋率 

    2003年6月23日 Alistair Roe通過email提出了Magic-1外殼的構想  

    2003年8月3日 將LCC（C編譯器）一直到了Magic上 

    2003年8月10日 在模擬器上成功地實現了Fibonacci程序的C語言版本 （這一天是Buzbee的生日） 

    2003年8月27日 從David Conroy那裡學到了信號完整性 

    2003年9月18日 決定使用普通的帶皮電線進行連接（奇怪，前面已經決定一次了） 

    2004年1月3日 完成了全部的設計工作，開始制作 

    2004年1月18日 Magic-1有了第一次心跳 

    2004年1月26日 前面板完成 

    2004年2月9日 內存板完成 

    2004年2月20日 EPROM子板完成 

    2004年2月26日 設備板完成 

    2004年3月7日 微代碼序列成功運轉 

    2004年3月9日 執行了第一條指令 

    2004年3月19日 控制板完成 

    2004年4月8日 嘗試發布前期的工作 

    2004年4月12日 ALU/寄存器板完成；同日被告知，發布嘗試失敗 

    2004年4月13日 Magic-1成功運行了Fibonacci程序！ 

    2004年4月25日 Dave Conroy的測試會話發現了不真實的內存碎片  

    2004年5月3日 Magic-1能『說話』了 

    2004年5月8日 運行『Sieve of Erasthones』基准 

    2004年5月16日 完成了IDE接口，Alistair Roe完成了外殼設計 

    2004年7月23日 發布基本架構 

    2004年9月12日 用戶模式程序可以工作 

    2004年9月15日 運行『Dhrystone』基准 

    2004年9月22日 使用copy-on-write實現了fork() 

    2004年10月23日 Magic-1的Dhrystone得分達到了384（0.25MIPS） 

    2004年10月31日 運行Colossal Cave Adventure 

    2005年4月9日 Alistair Roe設計的外殼到貨 

    2005年5月13日 Magic-1的硬件設計完畢

非常強！純手工CPU的廬山真面目