Homeคอลัมนิสต์ผู้ทรงคุณวุฒิคอลัมน์: IT Idea การพัฒนาไมโครคอมพิวเตอร์ใช้เอง ตอนที่ 2 : ณรงค์ เวศนารัตน์

การพัฒนาไมโครคอมพิวเตอร์ใช้เอง ตอนที่ 2 : ณรงค์ เวศนารัตน์

พิมพ์

การ upgrade จาก TRS80 Model I จาก Level I เป็น Level II ต้องซื้อบอร์ดหน่วยความจำและชิบซัพพอร์ตมาต่อสายเพิ่มบน mother board ดังรูป เป็นงานสำหรับพวก Electronic Hobbyists จริงๆ แต่บริษัทเขาก็รับทำให้ฟรีถ้าต้องการ

alt

เนื่องจาก ผมคิดจะเสนอวิทยานิพนธ์เรื่อง การใช้ RSA Crypto System ในการเข้ารหัสข้อความที่ส่งจาก Message Terminal ที่ใช้รายงานข่าวสารทางทหารและเศรษฐกิจของรัฐบาลฟิลิปปินส์ ซึ่งปกติเขาจะรายงานด้วยเสียงทางวิทยุ short wave อ. ที่ปรึกษาผมได้แนะให้หาทางเปลี่ยนไปใช้ TRS80 มาเชื่อมต่อกับวิทยุทหาร และส่งข้อมูลเป็นข้อความด้วยความเร็วเท่ากับ Teletype Writer คือประมาณ 75 bps ซึ่งน่าจะได้ข้อความที่ผิดพลาดน้อยและปลอดภัยกว่าการใช้เสียงรายงาน

ผมได้ศึกษา Algorithm RSA รวมทั้งคุณลักษณะของ TRS80-I แล้ว พบว่า ความเร็วของมันน้อยไป และหน่วยความจำไม่พอ ผมจึงคิดทดลองออกแบบไมโครคอมพิวเตอร์เอง ให้เร็วกว่าของ Radio Shack TRS-80 ด้วยซ๊พียูเร็วสุดที่จะหาได้ใน ขณะนั้น และมีหน่วยความจำมากกว่า คือใช้ CPU Z80A ที่ความเร็ว 4 MHz เพิ่มหน่วยความจำเป็น 8K ROM, 31K DRAM (ของ TRS80 ใช้ clock 1.7 MHz, 8K Basic ROM, 4K Static RAM)

เมื่อได้ศึกษาวงจร และออกแบบไว้พอควรแล้ว ผมก็สั่งชุดคิตอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องจากอเมริกา โดยสั่งจาก Cromemco Electronic ซึ่งเป็นร้านขายทาง mail order ที่ดังที่สุดในยุคนั้น

ในรูปนี้ กำลังเปิดกล่องชุดคิตในห้องเช่าภายใน UP

alt
 
เริ่มทดลองวงจรบางส่วนบน Bread Board ภายในห้องที่เช่าในบ้านพักของ Mr. Espartero
alt
 
นี่คือ Home brew microcomputer เครื่องแรกของผม ใช้อลูมิเนียมแผ่นมาพับเป็นกล่อง ใช้ทีวีขาวดำเป็นมอนิเตอร์ ภายในมี Radio Shack's Basic Rom ที่ผมแก้ไขเพิ่มเติม เพื่อให้มันสามารถทำงานด้านคณิตยศาสตร์ที่มีความแม่นยำทางตัวเลขสำหรับระบบ RSA Cryptosystem ได้ 512 bits ในขณะที่ยังคงทำงานเป็น Basic Interpreter ได้เหมือนเดิมทุกอย่าง

เครื่องมือทำมีแค่ สว่านมือ เลื่อยตัดเหล็ก เลื่อยฉลุ ตะไบ คีมตัด คีมปากยาว ไขควง หัวแร้ง และ Multimeter ได้ใช้ Oscilloscope ของอาจารย์ที่ปรึกษาเมื่อจำเป็นจริงๆ เท่านั้น ส่วนใหญเพื่อดูสัญญาณบน data, address และ control bus

กล่องอลูมิเนียมที่เห็น ตัดแล้ว ก็ดัดด้วยขอบโต๊ะนั่นแหละ
alt
 
นี่คือเมนบอร์ด หรือ mother board ที่ผมออกแบบขึ้น รุ่นนี้เป็นรุ่นที่ 2 ที่ส่งไปทำ PCB สองชั้นที่ฮ่องกง เพื่อผลิตให้งานวิจัยร่วมกับทหารที่ได้รับอนุมัติเงินมา $80,000.-
บอร์ดแรก เป็น PCB สองหน้าที่ทำเอง โดยใช้เทคนิค Silk screen พิมพ์บนแผ่น PCB สองหน้า และกัดลายปริ๊นเอง ส่วนรูระหว่างลายปริ๊นสองด้าน ก็ใช้ลวดทองแดงบัดกรีให้ต่อกัน
alt
 
Video และ Cassette Interface Board ที่สร้างด้วยแผ่น PCB สองหน้าทำเอง บนบอร์ดนี้มี video SRAM ขนาด 2 K, Character Generator และวงจรสร้างสัญญาณ Sync เพื่อให้สามารถส่งตัวอักษร และตำแหน่งพิมพ์ ออกมาผสมกับสัญญาณ video สำหรับส่งเข้า TV ทั่วไปได้

วงจรสร้างสัญญาณ Sync เพื่อผสมกับ Video signal ให้เป็น composite video signal นี้ ไม่ได้ใช้ chip video processor ใดๆ แต่สร้างจาก TTL chips ที่จำเป็น เช่น ship register, counter, logic gates โดยใช้ Crystal สร้างสัญญาณสีในทีวีเป็น clock หลัก

ส่วนบันทึก และอ่านสัญญาณข้อมูลจาก Cassette Tape นั้น ดัดแปลงจากวงจรของ Radio Shack เพื่อให้สามารถอ่าน และบันทึกโปรแกรมและข้อมูล จาก Cassette Tape ของ Radio Shack ได้
alt
 
บอร์ด Synchronoud, Asynchronous Communication Interface สร้างด้วย PCB สองหน้าทำเอง โดยใช้ Silk screen เขียนลายวงจารบนกระดาษไขธรรมดา ด้วยหมึก Rotring ให้หนาๆ แล้วเอาไปฉายแสงบน Silk Screen ที่เคลือบกาวไวแสง เมื่อล้าง Silk Screen แล้ว ก็มาพิมพ์ลายวงจรบนแผ่น PCB สองหน้า เจาะรูนำตำแห่งบนล่าง เพื่อให้พิมพ์ลายซ้อนกันให้ตรงได้มากที่สุด เมื่อกัดลายปริ๊นได้แล้ว ก็มาซ่อมรอยขาด และใช้ลวดทองแดงเชื่อมเส้นลายวงจรพิมพ์ระหว่างสองหน้า

ที่ต้องทำบอร์ดนี้ก็เพราะว่า นอกจาก CPU และ Video, Casette Interface แล้ว ต้องมีบอร์ดสำหรับเชื่อมต่อทางการสื่อสารกับเครื่องรับส่งวิทยุทหารด้วย

บอร์ดนี้ผมออกแบบให้ทำงาได้ทั้ง แบบ Synchronous และ Asynchronous Communication รวมทั้งมี Voice Modem ที่ทำงานได้ถึง 300 bps (ปรับได้ตั้งแต่ 75, 110, 300) บนบอร์ดด้วย บอร์ดนี้เชื่อมต่อกับเมนบอร์ดด้วยบัสที่ผมออกแบบเองด้านหนึ่ง อีกด้านหนึ่งต่อกับบัสของ TRS80 ได้ และสามารถเพิ่ม ROM สำหรับเพิ่ม Firmware ได้อีก 3 chip
alt
 
ภายในไมโครคอมพิวเตอร์ของผม ซีพียูบอร์ดอยู่ใต้คีย์บอร์ด PCB ของคีย์บอร์ดก็ต้องทำเองเหมือนกัน แต่ง่ายสุด ใช้พีซีบีหน้าเดียว
alt
 
Power Supply ที่ออกแบบและสร้างเองสำหรับคอมพิวเตอร์ที่สร้างขึ้น
alt
 
Raquel กับ Unice ลูกสาวเจ้าของห้องเช่า กำลังทดลองเล่นเกมส์คอมพิวเตอร์บนไมโครคอมพิวเตอร์ที่ผมสร้างขึ้น เกมส์นี้เป็นเกมส์งูกินหาง ที่มีอยู่บน TRS80 เขียนด้วยภาษาเบสิก ยุคนั้นก็ถือว่าสนุกมากแล้ว
alt
 
มาดูรายละเอียดคอมพิวเตอร์ของผมสักนิด เมื่อเปิดเครื่อง จะแสดงข้อความนี้ เป็นการประกาศว่า นี่คือวิทยานิพนธ์ เรื่องอะไร ทำโดยใคร ที่ไหน
alt
 
ข้อความสาธิตการทำงาน และอธิบายคุณสมบัติของเครื่องที่พัฒนาขึ้น
alt
 
แสดงขั้นตอนการทำงาน เมื่อต้องการสร้างกุญแจ Public และ Private Keys ในโหมดการทำงานแบบ RSA Crypto System โดยมีขนาดของ Key size สูงสุดได้ถึง 512 bits

การประมวลผลนี้ ใช้ Math Routine ที่พัฒนาเองทั้งหมด เขียนโดยใช้ Assembly langauge และ burn ไว้ใน ROM เพื่อให้ทำงานได้เร็วที่สุดเท่าที่จะทำได้
alt
 
 
 ความสามารถในการแสดง Text และ Graphic Character ที่เพิ่มขึ้นมาได้แสดงไว้ในรูปนี้ทั้งหมด
alt
 
ความสามารถทาง Graphic ที่เพิ่มขึ้นเหนือกว่า TRS80 Model I คือ มีการควบคุมความเข้มของสี ได้ 4 ระดับ ซึ่งไม่มีใน TRS80
alt
 
จบตอนตรงนี้ก่อนครับ  ตอนต่อไปเป็นการพัฒนาต่อเพื่อนำไปใช้จริงอีก 10 กว่าเครื่อง ทั้งในฟิลิปปินส์ และประเทศไทย
 
 
 

Read : 5908 times

jL Poll Module1

สรรพากรจี้5แสนรายผู้ค้าอี-คอมเมิร์ชต้องแจ้งเสียภาษี ท่านเห็นอย่างไร


 

Poll (2)

เล็งเก็บภาษีโรงเรียนกวดวิชาท่านเห็นอย่างไร
 

*