随着挖矿的兴趣，显卡价格一路水涨船高，再加上CPU也价格不菲，因此很多爱好组装电脑的网友表示买了显卡就买不起CPU，那么能否用手工做一个能用的CPU呢？
B站UP主@奶味的 说：可以！
这位Up主，耗时整整半年，手工“逐点”焊接，最终打造出了一个完整CPU，并且纯手写最原始代码，成功让这块“自主研发”的CPU跑了起来。
详细视频：
据这位Up主介绍，他主要采用了3个原材料：
二极管、三极管和电阻。
通常来讲，CPU的结构可以大致分为运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件等。
@奶味的 首先工作是验证门电路
理论通过之后，先从最容易的做起，先造一个移位寄存器，数据从一个方向进，一个时钟周期移动一个位置，最后从另一个方向出。这个就像是现在马路中间的交警，指挥着数据什么时候该往哪里走.
@奶味的 设计了一个6位的移位寄存器：
Up主处理的第二个结构，是程序计数器 （PC）。
它作用简单来说，就是记录程序运行的位置。
而这也是整个项目下来最耗时、最复杂的部分，花了整整3个月之久。
程序计数器涉及的功能那可就多了。
CPU重启就是要将它的计数清零。用它来实现挨个字节读取指令和数据，每操作一次，计数自动加一，还可实现直接跳转、调用函数，函数返回的功能。
@奶味的 表示：同时它也是最容易出问题的一个模块，造了一个月的时间，修了一个多月，虚焊特别多。焊反过一个二极管，结果看起来正常，用手机拍下来慢放之后发现执行速度忽快忽慢，找了一个星期才找到那倒过来的玩意，在最深处。还有各种玄学性的问题，造出这个，简直是用了半个脑袋的头发，不过当结果正常显示之后，特别开心，感觉一切都是值得的。
上电测试也没有问题：
然后就是硬盘（ROM）和内存（RAM）。
这是CPU外的比较庞大两个部分要手搓一个不太现实。
因此，Up主用上了比较容易操作的hm628512来做ROM和RAM：
左：RAM和指针 右：ROM
再将ROM和RAM组装上去，现在CPU的基础模块已经基本完成了。
接下来就是打造指令译码器。
它主要是用于把传到这里的CPU指令，进行解析运行：
再把做加减乘除的运算器（ALU）加上去：
最后还得再焊一个通用缓存上去：
现在，这个全部由三极管、二极管和电阻焊接而成的CPU就完成了！
看到这密密麻麻的元件，工程量的浩大就不用多说。
还有纯手写最原始代码
@奶味的 表示因为这个CPU的指令集和架构都是自主研发的，所以没有适配的编程语言。
那怎么能让它跑起来呢？@奶味的 选择纯手写最原始代码——二进制编程！
随后，@奶味的 开启了上古编程模式——“扣”程序！
一切准备工作就绪。
接下来，便是见证奇迹的时刻。
亮灯，跑起！
但最开始，程序的运行并不是一帆风顺。
重启了几次，跑马灯的效果偶尔还是出现问题。
但bug很快被找到了：
有个地方断开了。
与此同时，因为还没有I/O接口，所以测试使用的灯是临时寄存器的灯。
而且左移指令和跳转指令都使用了同一组灯。
因此，流水灯的效果就不是非常明显。
于是，@奶味的 重新编程，使CPU跳转到0X0F处运行。
如此一来，在跳转时灯就是灭的，给左移指令让出了一条路。
一切修改完毕，重新“扣”程序，启动！
这一次，就没有任何的异常了。
走进“肝帝”大神
UP主@奶味的 原名林乃卫，广西北海人。
做这个项目的灵感，来源于在他写代码时分析可执行文件中的二进制。
那时候大神便萌生出了一想法：
CPU是怎么执行这一串0101的？
在结合数电课程的知识之后，大神猜测到了大致的原理，于是就想试一试。
最初他想用门级电路来做的，但是感觉难度不是很高，又想把整个过程从零开始理解透。
于是，便决定从最基础的模拟电路开始。
而整个过程最难的部分，便是“器件每一级的连接”和“CPU的运行速度”：
在此之前没有看过关于CPU原理方面的书籍，是靠自己对门电路的理解而设计的一套电路 ，想设计一套属于自己的架构。
从最基础的三极管开关到门级电路，网上找的电路图根本没法用，需要自己设计。虽然设计好后理论通过了，但是门级之间组合成功能级器件就有新的问题，功能级的电路再多个 组合起来成为功能模块又会产生新的问题，模块与模块之间连接更会产生新的问题.
这每一级的问题都很有可能要修改基础电路，然后又会从头开始产生新的问题。
因为没有专业的设备去调试，我用的是一盏LED和蜂鸣器，想尽办法也将速度提高到100kHz左右 而已,这是十分慢的，过程也十分艰难。
至于器件方面，大神均是从网上购得，然后再将它们一点一点地焊接成为模块。
这个CPU大致耗费了1000多个三极管、2000多个二极管，电阻数量也达到了2000多，焊点近万。
目前的费用大概花了1000多元。
而网友在弹幕中调侃居多的，还有制程方面的问题。
据大神介绍：
要是非得给它定个工艺制程，那就是2.54mm，比先进的3纳米大了将近1百万倍。
最后，Up主还表示，将在接下来的工作中，持续完善CPU的功能，让它能够运行更加复杂的程序。
参考链接：
https://mp.weixin.qq.com/s/cUq8AXCkJ1EQTXSkBPYLmw
https://www.bilibili.com/video/BV1sy4y1j7Ue?from=search&seid=11054197044995782468
https://tieba.baidu.com/p/7432882849?see_lz=1
责编：Demi
- 他是从0到1，你是1到2。如果你们PK，谁会赢？
- 就是人家自己做着玩的，不要给予太多意义。
- 所以说设计cpu不难，难的是怎么制造出来
- 这个事价值不大，不如用这些时间去学习点更先进的技术，比如用FPGA等搭建CPU。
只能说有时间，耐心，毅力，和动手能力 - 我觉得制作费用比买CPU还高，有如此能力，完全可用淘汰下来的显卡，CPU做一个更好的！
- 这篇文章几年前就在一本日本翻译的书上看到了，就像现在人不用现成的音响偏要自己通过三极管放大电路做一个一样的意思。
-
微信扫一扫
一键转发 -
最前沿的电子设计资讯
请关注“电子技术设计微信公众号”
- iPhone电池容量降至80%性能受限？手动换个电池“抢救” 在大约 500 次充电循环后，iPhone 的电池容量将会下降至 80% 左右，这一过程对于大多数的用户来说大约为 18 - 24 个月。在这之后，你的 iPhone 也许需要更频繁的充电，且 iOS 可能会提示你手机的性能受到了影响（换句话说，你的手机运行变慢了）。使用本指南来更换新的电池，使你的手机像刚买时一样流畅。
- 如何在MCU上快速部署TinyML 你对人工智能(AI)和机器学习(ML)感到好奇吗？你想知道如何在你已经使用过的MCU上使用它吗？在本文中，我们将向你介绍MCU上的机器学习。本主题也称为微型机器学习(TinyML)。请准备好在剪刀石头布游戏中输给ESP-EYE开发板。你将了解数据收集和处理、如何设计和训练AI以及如何让它在MCU上运行。此示例为你提供了从头到尾完成你自己的TinyML项目所需的一切。
- 华强北改造美版iPhone 14 Pro，eSIM也能双卡槽 今年苹果iPhone 14系列美版直接全系都取消了实体SIM卡，全部使用eSIM，让许多想买“便宜北美机”的朋友望而却步。但神奇的华强北总能做出让消费者出乎意料的操作。华强北魔改美版eSIM版的iPhone 14 Pro，在原机中框上直接开了SIM卡槽……
- 儿童电子学（九）：简单的晶体管实验 在物理层面，晶体管的内部功能非常复杂，但是在实践中，在一些简单的实验中使用它却非常容易，每个人都可以负担得起。
- 儿童电子学（八）：七段LED显示器 在本文中，我们将分析一种由单个LED二极管所构成的更复杂有用的器件，即7段LED显示器。它的功能是再现十个数字和字母表中的一些字母。
- 儿童电子学（七）：电位器 在本文中，我们将了解如何使用最重要的可调节电子元件之一——电位器（电位计）——来创建具有可变强度的光。
- 儿童电子学（六）：降低电源电压 随着时间的推移，电池和电芯可提供固定的恒定电源。但在某些情况下，电路却经常要在较低的电源电压下工作，从而避免烧毁安装在其上的电子元器件。在本文中，我们将探讨一种将电源电压降低到所需值的简单技术。
- 儿童电子学（五）：生产清洁能源 宇宙充满了免费的能量。可悲的是，我们地球人却很乐意为开灯、启动汽车和使用电子设备所需的能量付费。说实话，宇宙是一个巨大的电池，可以以完全免费而又干净的方式产生不可估量的能量。应该让小朋友更加意识到这一点，因为使用清洁能源表明了人们的意识，并能为子孙后代享有更清洁的地球铺平道路。
- 波兰网友玩中国产四位LED电子时钟套件，是否物有所值？ 本文要介绍的是一款中国产电子时钟套件。购买的主要原因是希望获得一个MCU——目前在波兰市场上它并不比整个套件便宜多少——并检查与它相关的一件事，但最后却检查了更多。
- 儿童电子学（四）：连接电路 在儿童电子系列的第1部分中，我们研究了LED；在第2部分中，我们探讨了电容器；在第3部分中，我们深入研究了电气测量。在本文中，我们将重点介绍各种组件间的多种电气连接，串联和并联是最重要的两个连接方式。
- 儿童电子学（三）：电气测量 在本系列儿童电子学的第1部分中，我们研究了LED；在第2部分中，我们探讨了电容器。现在在第3部分中，我们将深入了解电气测量。
- DIY一个简单的特斯拉音乐线圈 我一直想制作一个音乐特斯拉线圈，但我被互联网上的复杂结构示意图所淹没。前段时间，我发现了一个基于单个晶体管的线圈的示意图，并决定对其进行改进，以便它可以播放声音。我决定分享这个项目，以便其他人可以制作这样一个简单的线圈。
- “高压锅”除了用来炖肉还能干嘛？ 超高压技术作为一种极端实验环境，是物理学家不断攀登科学高峰的体现。
- 拆解报告：X-STATION HDMI+2A1C+SSD三合一氮化镓玲珑坞 充电头网拿到了X-STATION近期新推出的一款多功能Cyberize玲珑坞，是全球首款集充电器、拓展坞和SSD移动硬盘为
- 拆解报告：雅迪180W石墨烯铅酸电池充电器 本次拆解的是雅迪另外一款智能充电器，这款充电器同样为铅酸电池充电器，采用220V交流输入，标称输出电压为60V，输
- PICO 4 VR一体机拆解 PICO 4 VR一体机还采用了双立体声扬声器，通过声场重构技术和头部运动数据计算音效定位，实现空间音频效果。配
- 康佳智能头盔评测 康佳智能头盔以“传统头盔+智能功能”的组合方式，让用户在得到安全保护的同时，享受到更多智能服务。实际用起
- 李想两万字回应：我们如何造车？ 在造车新势力中，理想汽车的李想也是个异类——身为CEO在微博上高强度冲浪，不时与黑粉激情对线；打造产品时与行
- 全球十大动力电池企业盘点之三：三星SDI 三星SDI的电池板块2022年全年营收约970.2亿元人民币，同比增长60.5%，营业利润约69.2亿元人民币，同比+133.2%，营业
- 拆解报告：一加80W超级闪充充电器 一加推出了一款80W输出功率的超级闪充充电器，这款充电器采用白色直板机身设计，配有固定插脚。支持5V2A或5-11V
- 海尔HB-W003真无线耳机评测 外观设计上，海尔HB-W003的充电盒采用新颖的滑盖设计，比常见的产品在视觉效果上更有辨识度。配置功能上，耳机采
- AWEI用维T29 Pro真无线耳机拆解 此次将要拆解的AWEI用维T29 Pro真无线耳机充电盒配备了RGB炫彩呼吸灯，支持开盖即连，支持快速充电；耳机采用了柄
- 两万字详解自动驾驶路径规划的常用算法 自动驾驶自诞生那天起，其志向便已立下，成为熟知城市每一处道路的“老司机”，成为乘客更安全、更舒适、更高效出
- 76份射频和微波资料汇总分享 今天我们分享一下近期整理的一些射频和微波课程网址分享给大家。
- 类比发布车规级变压器原边控制器IS801Q，进一步完善锂电池管理系统 致力于提供高品质芯片的国内优秀模拟及数模混合芯片设计商上海类比半导体技术有限公司（下称“类比半导体”或
- 类比半导体发布四款生物电势测量模拟前端芯片 致力于提供高品质芯片的国内优秀模拟及数模混合芯片设计商上海类比半导体技术有限公司（下称“类比半导体”或
- 意法半导体STM32U5系列MCU上新，提高物联网和嵌入式应用性能和能效 Ajax Systems已使用 新STM32U5 MCU开发下一代无线安保和智能家居解决方案；新STM32U5系列MCU是首款获得NIST
- Vishay推出采用先进Power DFN系列DFN3820A封装的额定电流高达4 汽车级200 V、400 V和 600 V器件厚度仅为0.88 mm，采用可润湿侧翼封装，改善热性能并提高效率
- 锐成芯微推出基于BCD工艺的三层光罩eFlash IP 成都锐成芯微科技股份有限公司宣布，公司推出基于BCD工艺平台的LogicFlash Pro® eFlash IP产品，其特点是在
- 瑞萨电子推出包括汽车级在内的10款全新成功产品组合 这些经过全面测试的解决方案展示了瑞萨的相关产品组合的强大实力，包含电动汽车充电、汽车仪表盘控制和其它应
- QORVO UWB技术帮助移远通信推出具有更高定位精度和安全性的新一 Qorvo宣布，移远通信基于 Qorvo DW3300Q 平台最新推出支持超宽带连接（UWB）技术的车规级模组 AU30Q，面向新一代汽
- 比科奇在MWC 23上为全球市场带来高性能低功耗的商用5G小基站和 现场展示了近十家中外客户基于PC802 PHY SoC开发的5G/4G小基站系统
- Microchip推出新一代PoE交换机，为户外应用增加先进的网络和安全功 PDS-204GCO是广受欢迎的PDS-104GO的下一代解决方案，易于安装且环保
- Teledyne e2v发布150万像素的统包式光学模组Optimom，用于快速轻松 Teledyne Technologies 集团旗下公司 Teledyne e2v 宣布推出 Optimom™ 系列最新产品 Optimom 1.5M，这一系列
- CEVA宣布推出其迄今功能最强大、效率最高的DSP架构， 满足5G-Advan 全新CEVA-XC20延续了CEVA在数字信号处理器领域的行业领导地位。这款DSP架构采用新颖的矢量多线程计算技术，与
- 瑞萨电子推出业界首款用于动态软件开发且基于云的系统开发工具Qu Quick-Connect Studio使用户能够在硬件设计之前快速构建原型并开发量产级软件，从而缩短设计周期
