Gigatron - ein hausgemachter Mikrocomputer ohne Prozessor

Der Gigatron-Mikrocomputer ist ein minimalistischer 8-Bit-Retro-Computer, der nach einem ungewöhnlichen Design gebaut wurde: Er hat keine komplexen logischen integrierten Schaltkreise, es gibt nicht einmal einen Mikroprozessor ! Die CPU basiert auf den klassischen Logikelementen der 7400-Serie, auch als TTL-Logikchips bekannt. Tatsächlich sind alle Elemente eines Computers gleichzeitig der Prozessor. Diese einfachen Chips bilden nicht nur die CPU, sondern führen auch alle Aufgaben aus, die normalerweise zusätzliche Peripheriegeräte erfordern. Trotz seines einfachen und kompakten Designs arbeitet Gigatron als 8-Bit-Single-Board-Mikrocomputer, auf dem Sie Videospiele spielen können.

Gigatron ist ein Hobbyprojekt von Walter Belger, einem Hacker, Spezialisten für Informationssicherheit und jetzt Direktor für Informationssicherheit bei Philips. Diesen Montag, den 9. September, kommt Walter in unserem Hackspace an, wo er über das Gerät von Gigatron, die Entstehungsgeschichte des Projekts, spricht und es live zeigt.

Unter dem Schnitt mehr über Gigatron und die Ankündigung eines Treffens mit dem Schöpfer in Moskau.

Ein bisschen Theorie

Transistor-Transistor-Logik ist eine Art digitaler Logikschaltungen, die auf der Basis von Bipolartransistoren und Widerständen aufgebaut sind. Der Name Transistor-Transistor entstand aufgrund der Tatsache, dass Transistoren sowohl zur Ausführung logischer Funktionen (z. B. UND, ODER) als auch zur Verstärkung des Ausgangssignals (im Gegensatz zur Widerstandstransistor- und Diodentransistorlogik (DTL)) verwendet werden.


^{Vereinfachtes Diagramm von Element 2 UND NICHT}

Das TTL-Element basiert auf einem Bipolartransistor mit mehreren Emittern. Wenn mindestens einer seiner Emitter mit einer Spannung von 0 V versorgt wird, befindet sich der Transistor im Sättigungsmodus und an seinem Kollektor liegt eine logische Null an. Abhängig von der Schaltung der Eingangs- und Ausgangsstufe erhalten wir die eine oder andere logische Operation unseres Elements.


^{Alter TT74 SN7400 Chip in den 70er Jahren veröffentlicht}

In den 80er Jahren wurden viele Spielautomaten sowie einige Haushaltscomputer auf TTL-Chips hergestellt. Die bekanntesten davon sind Apple I, an dem Steve Wozniak gearbeitet hat.

Ein Beispiel für einen solchen Apple 1- Computer ist ebenfalls TTL-logisch, verfügt aber immer noch über einen Mikroprozessor.


^{Der Apple I-Computer basiert teilweise auf TTL-Logik, verfügt jedoch über einen Mikroprozessor}

Schöpfungsgeschichte

Der Autor des ursprünglichen Konzepts ist Marcel van Kervinck. Er montierte den ersten Gigatron-Prototyp auf einem Steckbrett. Der gesamte Prozess von der Entwicklung bis zum endgültigen Projekt ist hier festgelegt: hackaday.io/project/20781/logs

Der Computer läuft mit einer Taktfrequenz von 6,25 MHz und führt eine 8-Bit-Operation pro Zyklus aus.


^{Die erste Version des Gigatrons auf einem Steckbrett montiert}

Warum so alte Chips?

Die Autoren erklären es so:

Von Interesse und um die grundlegende Architektur des Computers besser zu verstehen. Und auch, um mit dem Eisen herumzuspielen, das wir damals hatten. Im Dezember 2016 amüsierte uns die Idee, einen Computer auf TTL-Chips zu montieren, der leistungsstark genug wäre, um Tic-Tac-Toe auf einem 8x8-LED-Bildschirm zu spielen. Am Ende sollte so etwas von jedem Ingenieur mindestens einmal im Leben gemacht werden.

Warum ist das alles notwendig?

Am Gigatron kann man die grundlegenden Funktionsprinzipien moderner Computer und Prozessoren studieren. Aufgrund der Tatsache, dass alle Elemente des Computers ziemlich primitiv sind, kann selbst ein unerfahrener Ingenieur das Prinzip seiner Arbeit verstehen. Außerdem macht es einfach Spaß!

Was kann ich laufen?

Sie können Ihren Computer bei der Arbeit mit dem Software-Emulator gigatron.io/emu testen



In der Standard-Firmware sind verfügbar:

• Schlangenspiel
• Game Racer
• Tic-Tac-Toe-Spiel
• Tetris-Spiel
• Viele Mandelbrot - fraktale Zeichenprogramme
• Bildbetrachter
• Loader für Programme
• GRUNDLEGENDE Umgebung
• WozMon - klassischer Steve Wozniak Speichereditor und Speichermonitor für Apple I.

UDP: Besprechungsvideo

Folien : gigatron.io/walter/gigatron-neuron.pdf

Walter Belgers ist einer der Schöpfer von Gigatron, einem Hacker, der sein ganzes Leben lang im Bereich Informationssicherheit gearbeitet hat, hauptsächlich als Pen-Tester, und derzeit Direktor für Informationssicherheit bei Philips ist. In Kombination Vorsitzender von Toool - The Open Organization of Lockpickers. Walter hat in den 70er Jahren gelötet, aber noch nie zuvor einen echten Computer gebaut.

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