
年轻的极客小子亲手从零制作RISC-V CPU,设计出独特的计算机“菠萝一号”。
RISC-V是一种开源指令集架构(ISA),基于精简指令集(RISC)原则,适应开源软件运动的一种“开源硬件”。该项目始于2010年,由加州大学伯克利分校发起,集结了全球的志愿者和行业工作者共同贡献。
这位名叫Filip Szkander的19岁极客小子,怀揣对自制CPU的热爱,耗时两年,独自完成了从设计、调试、安装CPU和所有硬件的全部过程。他的成果——“菠萝一号”,是一款由8块正方形打印电路板垂直堆叠组成的独特计算机,外加一个VGA显示接口卡。
尽管“菠萝一号”计算机支持的命令看起来简单,如HELLO、HI、PEEK、POKE等,但其32位RISC-V CPU的最大时钟速度达到500kHz,程序内存、内存和闪存均为512kB。对于一名年轻极客来说,这是一个了不起的成就。
Filip Szkander在设计中遇到许多挑战。他从设计CPU、制作原型机开始,经历了输入/输出端口、最终成品到软件编程的全过程。他曾在Logisim-Evolution项目中制造自己的RISC-V CPU,并花费了整整六个月的时间得到一个可运行的程序模拟。
在原型机阶段,他使用Arduino平台进行调试,并在每次测试后改进设计。他还构建了输入/输出端口和一些演示用的I/O模块,并受Ben Eater的启发构建了VGA卡。最终,经过数百小时的努力,他终于完成了这台计算机。
最终成品是一个令人惊叹的塔状结构,每个模块仅用针座相连接。他还设计并使用Prusa i3 3D打印机打印了一个圆柱体外壳,以容纳所有的PCB和I/O连接器。最终成品的编程部分也是一大亮点,他创建了一个具有一些有用函数的库,并利用这个库创建了一个简单的shell程序,通过PS/2键盘实现与该程序的交互。
