ブレッドボード

ブレッドボードコンピューター



Breadboard Computer



解決：

マイクロコントローラーをブレッドボードに配置することは、コンピューターをブレッドボード上に構築することと同じであることに同意しません。 I / O（キーボードやディスプレイなど）を除いて、マイクロコントローラー自体はほぼ完全なコンピューターです。ブレッドボードに置いて数本のワイヤーを接続するだけで簡単で、10分で完了します。

OPが「ブレッドボードと基本的な電子部品だけで簡単なコンピューターを作ることは可能ですか？」と尋ねたとき、基本的な電子部品によって、次のような意味になると思います。



ここに画像の説明を入力してください

これで、ブレッドボード（いくつかのブレッドボード）上のコンピューターが作成されました。 基本的なコンポーネント 。説明はこちらです。十数種類の74LS00シリーズICで構成されています。 （トランジスタにまでさかのぼりたいとは思いません。元のPDP-8は小型冷蔵庫のサイズでした）。



関数電卓に関して言えば、上記のような汎用コンピュータを構築すれば、関数電卓としてプログラムすることができます。論理ICのみ（コンピューターなし）を使用して関数電卓を構築することは非常に困難です。そのような計算機のすべてのメーカー（Ti、HPなど）は、特別な大規模ICを使用していました。これは、初期の4ビット電卓ICを使用した自家製の電卓です。

コンピューターをできるだけ早く起動して実行したい場合は、マイクロコントローラーを使用するのが最善の方法であることに同意します。コンピュータが内部でどのように機能するかを本当に理解したいのであれば、基本的なICからコンピュータを構築することが正しい道です。


それは可能であるだけでなく、私は実際にそれを行いました：https：//www.vttoth.com/CMS/projects/47を参照してください



ブレッドボードの1つの裏側の配線は次のようになりました。

ここに画像の説明を入力してください

もちろん、それはすべて、どのコンポーネントが「基本」として適格であるかに依存します。私の場合、基本的なコンポーネントは74 ...シリーズのTTLチップで、およそ100個でした。たとえば、トランジスタから完全にコンピュータを構築するには...それはあまりにも圧倒的です。

また、私の4ビットコンピュータは、主にメモリの制限（256個の4ビットニブル）のために、関数電卓として使用するのに十分なほど強力ではありません。ただし、おそらくページングメカニズムを使用して、アドレススペースを拡張することはそれほど難しくありません。また、4096ニブル（12ビットアドレス）は、確かに65536ニブル（16ビットアドレス）で十分かもしれません。


はい、それは可能ですが、関数電卓を思い付くには、トランジスタを基本コンポーネントと呼ぶか、フリップフロップと呼ぶかなど、基本的なコンポーネントと見なすものに応じて、数枚のブレッドボード以上のものが必要になります。 、EEPROM、または古い冷蔵庫からはんだ付けできるもの。

ここにはいくつかの良い答えがありますが、私は人々がしばしば考慮しないことを1つ指摘したいと思います。コンピューティングデバイスの歴史を見ると、樹皮と釘からコンピューターを構築することの難しさは、CPUでもALUでもありません。 主な問題はメモリです 。ストアドプログラムの概念全体が機能するには、大量のデータが必要になるためです。いくつかのフリップフロップとNANDゲートからCPUを作成できます。たとえば、特定の制約があるパワーエレクトロニクスアプリケーションの場合、私はかつて、69個のフリップフロップ（4つの16ビットレジスタ、4つのフラグ、およびFETCH / EXECUTEを示す1つの状態レジスタビット）のみを使用するマイクロプロセッサを設計しました。それはシリコンに実装されており、人々はその上で実行されるソフトウェアを作成します。これは簡単で、パワートランジスタのドレイン接点のサイズに適合します。しかし、有用なプログラムを格納するために必要なメモリははるかに大きくなります。

早い段階で、メモリはデザインの出発点でした。初期の電話交換機と同じように、双安定リレーを使用できます。真空管やトランジスタを使ってビーチサンダルを作ることができます。通常、CPUのレジスタはこの方法で実装されました。しかし、プログラムとデータの保存には、紙テープ、磁気テープ、回転ディスク、または回転ドラムが使用されました。電子機器によって絶えず受信および再送信される鋼線上の音波でさえ。あなたが考えることができるものはすべて、妥当なコストで妥当な時間の間、いくつかのビットを保持することができます。アポロオービターと月着陸船のコンピューターは、ロープとして巻かれたコイルコアメモリを使用していました。これらはすべて異なるインターフェイス機器を必要とし、これらの種類のメモリにアクセスするためにCPUがどのように必要であるかに大きな影響を与えます。半導体メモリは実際には1970年代に登場し、ついにそのような複雑さを解消しました。しかし、繰り返しになりますが、最新の動的RAMもそれほど簡単ではありません。

次に、コンピューターの入出力装置を設計しなければならないという追加の素晴らしさがあります。一部のアプリケーションではいくつかの電球で問題ありませんが、テキストの入出力やさらに複雑なものが必要な場合は、さらに困難に直面します。パンチカードリーダー、プリンター、紙端末は、当時は大きなビジネスでした。 1978年のVT100テキストモードビデオ端末は、関数電卓のブレッドボードコンピュータよりもはるかに多くのメモリと処理能力を備えています。