为了帮助学生学习计算机架构和工作原理，布里斯托大学制作了一台16位计算机

Posted 2022-01-18 果果小师弟

摘要：国外一大学制作16位计算机平台，100多个逻辑电路板组成，只是为了为了帮助学生学习计算机架构和工作原理。它是由布里斯托尔大学计算机科学系的学生和工作人员设计和建造的。

这台巨型机器位于Merchant Venturers工程学院，面积超过八平方米。它由100多个专门设计的四位电路板组成，使学生只需几个基本组件即可了解计算机体系结构的基本原理。

Big Hex Machine

这台巨大而简单的16位计算机，专门设计用于解释计算机的工作原理，它的指令集需要一个非常小的编译器，但它足够强大，可以实现有用的程序。

这台机器是一个巨大的16位计算机，主要显示二进制信息如何流经简单的组件来执行程序。它由100多个4位"十六进制"模块组成，测量面积超过8平方米 ，是一个巨大的庞然大物。与处理器一起，它有自己的显示器，输入和输出端口以及用于编写和运行程序的完整工具链。

一个功能强大的界面控制器

控制器可以执行两个主要任务：

• 控制时钟
• 编译不同的程序并将其加载到机器中，无需任何人工干预。

为了解决这个问题，他们在Raspberry Pi 上设置了一个NodeJS Web服务器，并使用树莓派的 GPIO 将 i2c 板与机器连接起来。服务器可以接收启动和停止、加速和减速以及重置的基本命令。这种机制与板载编译器相结合，可以在不拔掉任何电缆的情况下自动将任何代码加载到机器中！

最后是控制机器的用户界面，以简单的Web应用程序的形式出现，通过热点+Web服务器控制机器。 在Web服务器之上构建了一个简单的RESTful界面，通过使用html5、JQuery 和引导程序的准系统应用程序向它发送命令非常容易。 使用笔记本电脑，可以轻松编写程序，也可以通过移动设备控制机器。

最后通过自定义驱动板将机器直接连接到树莓派的GPIO引脚。 需要该板来减轻GPIO引脚和十六进制模块之间的不同电压电平，并隔离电路以确保我们不会意外炸毁树莓派。 将树莓派直接连接到计算机也意味着我们可以以更高的速度运行它(i2c 协议浪费了很多时钟周期)。 为了加速时钟，我们还构建了一个巧妙的NodeJS/C++ GPIO包装器来尽快切换引脚，可以以高达 80kHz 的频率运行。