揭秘古法制作CPU 你见过吗

无到有（make something from scratch）一直是工程师的浪漫，例如自行调配出操作系统、自己写系统核心等（如Linux）。然而，在家从无到有打造出“一颗”CPU就没听过了吧？ 最近有一位YouTuber就在免焊万用电路板（俗称“面包板”）上，以跳线实做出自己设计的CPU。

CPU（中央处理器），这么一小颗神奇的高科技黑方块，是现代电脑的核心元件，大多数电脑设备都是64位CPU，技术层次之深、设计之复杂，要从无到有重新设计、打造出全新的CPU谈何容易？ 1970年代个人电脑刚萌芽时期的Intel 8008、Zilog Z80等8位处理器相对单纯原始，应该比较容易做得到吧？尽管如此，从无到有开发出一个新的8位CPU也不是容易事。

不是AMD、Intel、ARM等大公司，自己打造CPU有可能吗？YouTuber保罗·君士坦丁（Paulo Constantino）就向大家证明了这并非办不到的事。他在自己的 Github进行名为 Dreamcatcher的完全自行开发电脑计划──把电脑里每个必要元件都重新设计、手工做出来。 对于未受过训练的人来说，君士坦丁的CPU作品看起来就像板子上一团又一团的电线。

他的作品基于74HC系列的CMOS积体电路，插在面包板上用电线跳接起来，他花了两天时间画电路图、一个星期时间实际制作。 目前还很简陋，编写程序需要用DIP开关进行，根据影片，目前只运作过简单程序：从0记数到255（用一排8个LED灯以二进位表示）、演奏音阶、演奏走音的马里奥兄弟主题曲。

简陋归简陋，不过影片拍摄的时候是8位，现在已经进化到16位，一共拥有256 道指令的指令集（instructions），现在还做好了简单的BIOS（基本输入输出系统），当然又是另外一团电线乱乱的面包板。 谢天谢地，终于可以输出画面到屏幕上了，君士坦丁的下一个目标就是再做好连接键盘的功能，这样写程序就方便多了，最终目标又能运作MS-DOS或者Minix系统。

这样用面包版绕线做CPU原型，简直就像愚公移山。不过，今天我们认为PCB 印刷电路板印制、硬件描述语言（Verilog VHDL）、FPGA（可程序化的积体电路）技术是理所当然，而1980年以前，还没有这些技术，CPU原型就是如此打造。 一位矢志从无到有重造轮子的自造者，自然要用古法来制作CPU原型啰。

编辑：jq