通幽●草堂
隨緣
正文
看看上麵這張圖，究竟是個什麽東東呢？不過是個大學生用的實驗儀器吧。啊哈，可能細心的朋友已經看到這個東西下麵的“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，我來告訴你答案：的確是！這是一個名字叫Bill Buzbee的朋友用200多塊74係列的TTL集成電路通過純手工製造的CPU。
Magic-1是一個名叫Bill Buzbee的家夥手工打造的CPU，也是基於這個CPU製造的計算機的名字。“製作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的實際工作而感到鬱悶，因此想到動手來親自作一個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、電容等也隻是一知半解。他的朋友Ken想到有一本老雜誌曾經介紹過如何使用TTL集成電路來製作極其簡單的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：為什麽不呢？於是，Bill Buzbee的Magic-1項目拉開了序幕——
2001年12月6日 Buzbee開始寫項目日誌，並為自己製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製的基本設計
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麵錯誤機製
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，從他那裏學到了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 完成控製板的架構
2003年4月14日 思考前麵板的架構
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那裏學到了信號完整性
2003年9月18日 決定使用普通的帶皮電線進行連接（奇怪，前麵已經決定一次了）
2004年1月3日 完成了全部的設計工作，開始製作
2004年1月18日 Magic-1有了第一次心跳
2004年1月26日 前麵板完成
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 控製板完成
2004年4月8日 嚐試發布前期的工作
2004年4月12日 ALU/寄存器板完成；同日被告知，發布嚐試失敗
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”基準
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”基準
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
(2)工作中的Magic-1
(3) 鏤空的頂板，可以看到內部的照明藍光，非常絢麗
(4):學過數字邏輯和數字電路的朋友一定知道，通過使用TTL門電路，的確是能夠實現一個CPU的；筆者在大學時也曾在軟件上使用74係列芯片模擬過功能非常簡單的CPU。然而，Buzbee朋友搞得這個家夥卻是一個功能完全的CPU，我不知該如何形容它的功能，我本想說“麻雀雖小，五髒俱全”，但是……
這款“家釀”CPU可以支持完整的硬件地址轉換、內存影射IO和DMA，並且支持多進程，主頻“高達”3MHz；該CPU采用8位地址總線，每個進程擁有128K地址空間，其中包括32個2K的數據頁和32個2K的代碼頁，這些地址影射到22位的物理地址空間中，如果算上外部設備的地址空間就是23位物理地址空間。
怎麽樣？夠強的吧？這還不算什麽，這個Buzbee還用這個CPU組裝了一台微型計算機，名字就叫Magic-1，這台計算機包括兩個串口和一塊20M的1.3吋硬盤和另一塊30M硬盤。最讓人“乍舌”的事，這位朋友還將這台計算機做為一個Web服務器，同時支持Telnet會話（雖然隻支持一個會話）。哦，還有，為了讓這個係統能夠跑起來，Buzbee還為它準備了一個C編譯器！
ALU/寄存器板的元件麵
(5):ALU/寄存器板的連線麵
(6):控製板的元件麵
(8):設備板的元件麵，中間有一塊鋰電池
(9):看看背麵連線的局部圖
難道這真的是一個CPU？請趕快閉好你張大了的嘴，我來告訴你答案：的確是！這是一個名字叫Bill Buzbee的朋友用200多塊74係列的TTL集成電路通過純手工製造的CPU。
Magic-1是一個名叫Bill Buzbee的家夥手工打造的CPU，也是基於這個CPU製造的計算機的名字。“製作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的實際工作而感到鬱悶，因此想到動手來親自作一個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、電容等也隻是一知半解。他的朋友Ken想到有一本老雜誌曾經介紹過如何使用TTL集成電路來製作極其簡單的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：為什麽不呢？於是，Bill Buzbee的Magic-1項目拉開了序幕——
2001年12月6日 Buzbee開始寫項目日誌，並為自己製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製的基本設計
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麵錯誤機製
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，從他那裏學到了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 完成控製板的架構
2003年4月14日 思考前麵板的架構
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那裏學到了信號完整性
2003年9月18日 決定使用普通的帶皮電線進行連接（奇怪，前麵已經決定一次了）
2004年1月3日 完成了全部的設計工作，開始製作
2004年1月18日 Magic-1有了第一次心跳
2004年1月26日 前麵板完成
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 控製板完成
2004年4月8日 嚐試發布前期的工作
2004年4月12日 ALU/寄存器板完成；同日被告知，發布嚐試失敗
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”基準
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”基準
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
(2)工作中的Magic-1
(3) 鏤空的頂板，可以看到內部的照明藍光，非常絢麗
(4):學過數字邏輯和數字電路的朋友一定知道，通過使用TTL門電路，的確是能夠實現一個CPU的；筆者在大學時也曾在軟件上使用74係列芯片模擬過功能非常簡單的CPU。然而，Buzbee朋友搞得這個家夥卻是一個功能完全的CPU，我不知該如何形容它的功能，我本想說“麻雀雖小，五髒俱全”，但是……
這款“家釀”CPU可以支持完整的硬件地址轉換、內存影射IO和DMA，並且支持多進程，主頻“高達”3MHz；該CPU采用8位地址總線，每個進程擁有128K地址空間，其中包括32個2K的數據頁和32個2K的代碼頁，這些地址影射到22位的物理地址空間中，如果算上外部設備的地址空間就是23位物理地址空間。
怎麽樣？夠強的吧？這還不算什麽，這個Buzbee還用這個CPU組裝了一台微型計算機，名字就叫Magic-1，這台計算機包括兩個串口和一塊20M的1.3吋硬盤和另一塊30M硬盤。最讓人“乍舌”的事，這位朋友還將這台計算機做為一個Web服務器，同時支持Telnet會話（雖然隻支持一個會話）。哦，還有，為了讓這個係統能夠跑起來，Buzbee還為它準備了一個C編譯器！
ALU/寄存器板的元件麵
(5):ALU/寄存器板的連線麵
(6):控製板的元件麵
(8):設備板的元件麵，中間有一塊鋰電池
(9):看看背麵連線的局部圖
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