ในยุคที่โปรเซสเซอร์สมัยใหม่บรรจุทรานซิสเตอร์นับพันล้านตัว โครงการ DIY ที่น่าสนใจได้ดึงดูดความสนใจจากผู้ที่ชื่นชอบคอมพิวเตอร์ยุคเก่า: การสร้างเมนบอร์ด 80286 แบบ ATX form factor ที่ผลักดันขีดจำกัดของฮาร์ดแวร์วินเทจ
 |
|---|
| หน้าโครงการที่แสดงให้เห็นเมนบอร์ดรูปแบบ ATX 80286 ที่สร้างขึ้นเองโดยอ้างอิงจากการออกแบบของ IBM 5170 AT |
วิวัฒนาการจาก IBM AT สู่ DIY สมัยใหม่
โครงการนี้ซึ่งพัฒนาต่อยอดจากดีไซน์ของ IBM 5170 AT แสดงให้เห็นถึงการพัฒนาของการคอมพิวเตอร์ยุคเก่าผ่านนวัตกรรมของชุมชน ในขณะที่ IBM AT ดั้งเดิมทำงานที่ความเร็ว 6/8MHz แต่การตีความใหม่นี้สามารถทำความเร็วได้ถึง 20MHz ผ่านการออกแบบทางวิศวกรรมและการเลือกชิ้นส่วนอย่างพิถีพิถัน การพัฒนานี้แสดงถึงความก้าวหน้าที่สำคัญเมื่อเทียบกับดีไซน์ดั้งเดิม ในขณะที่ยังคงความเข้ากันได้กับฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์คลาสสิก
ข้อมูลจำเพาะที่สำคัญ:
- ซีพียู: 80286 ทำงานที่ความเร็ว 20MHz (เพิ่มขึ้นจากความเร็วดั้งเดิม 6/8MHz)
- รูปแบบเคส: ATX
- หน่วยความจำ: การใช้งานการ์ดหน่วยความจำแบบ ISA ที่ปรับแต่งเอง
- ไบออส: รองรับการทำงานร่วมกับ AT BIOS หลากหลายรุ่น (แนะนำให้ใช้ MR BIOS)
- คุณสมบัติสมัยใหม่: Shadow RAM, CPLDs สำหรับควบคุมระบบ, การรวมระบบจ่ายไฟแบบ ATX
ข้อคิดเห็นเกี่ยวกับการจัดการ IRQ และสถาปัตยกรรมบัส
การสนทนาในชุมชนเผยให้เห็นมุมมองที่น่าสนใจเกี่ยวกับสถาปัตยกรรมบัส ISA เมื่อเทียบกับรุ่นถัดมา ความเรียบง่ายของการตั้งค่า IRQ jumper แบบแมนนวลได้รับความชื่นชมในเชิงถวิลหาอดีต โดยผู้ใช้บางคนสังเกตว่ามีความน่าเชื่อถือมากกว่าการใช้งาน PCI Plug and Play ในยุคแรก ดังที่สมาชิกชุมชนคนหนึ่งสะท้อนว่า:
IRQ jumpers ไม่ได้แย่มาก แต่มักจะหมดเร็ว และอุปกรณ์บางชิ้นไม่สามารถแชร์อินเตอร์รัปต์ได้ดี PCI ทำให้การแชร์ IRQ ง่ายขึ้น แต่การพัฒนาที่แท้จริงคือ Message Signalled Interrupts
ความท้าทายทางเทคนิคและการแก้ปัญหา
โครงการนี้จัดการกับความท้าทายทางเทคนิคหลายประการเพื่อให้ทำงานได้อย่างเสถียรที่ 20MHz รวมถึงการปรับปรุงสำคัญเช่น การใช้ Shadow RAM สำหรับโค้ด ROM การควบคุมรอบสัญญาณนาฬิกา CPU สำหรับการทำงานของ VGA และการเลือกชิ้นส่วนอย่างระมัดระวัง การออกแบบได้แทนที่ชิ้นส่วนที่หายากเช่น 74LS646 ด้วยชิ้นส่วนสมัยใหม่ที่เทียบเท่า
ส่วนประกอบหลักที่ถูกเปลี่ยน/ดัดแปลง:
- 82284 และ 82288 ถูกแทนที่ด้วยวงจรลอจิก CPLD แบบกำหนดเอง
- 74LS646 ถูกแทนที่ด้วยตัวรับส่งสัญญาณ 74F245 และวงจรแลตช์ 74F574
- แนะนำให้ใช้ DS12885 สำหรับการติดตั้ง RTC
- ระบบ Shadow RAM แบบกำหนดเองเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน
การผสมผสานชิ้นส่วนและการปรับตัวสู่ยุคใหม่
สถาปัตยกรรมของเมนบอร์ดแสดงให้เห็นความแตกต่างที่น่าสนใจระหว่างเทคโนโลยีเก่าและใหม่ แม้ว่า CPU 80286 จะมีขนาดเล็กในแพ็คเกจ PLCC เมื่อเทียบกับชิ้นส่วนอื่นที่เป็นแบบ DIP แต่มันเป็นสะพานเชื่อมที่สำคัญระหว่างการคอมพิวเตอร์ยุคเก่าและการนำมาใช้งานสมัยใหม่ โครงการนี้ใช้ CPLD เพื่อแทนที่ชิพสนับสนุนดั้งเดิมของ Intel แสดงให้เห็นว่าลอจิกแบบโปรแกรมได้สมัยใหม่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพให้กับดีไซน์คลาสสิกได้อย่างไร
การใช้งานจริงและประสิทธิภาพ
การพัฒนานี้สามารถทำงานได้อย่างเสถียรในสภาพแวดล้อม DOS ที่ 20MHz แม้จะมีการกระพริบของภาพเล็กน้อยใน Windows การออกแบบคำนึงถึงการใช้งานจริง เช่น การกำจัดความจำเป็นในการใช้แบตเตอรี่สำรองโดยใช้คุณสมบัติของแหล่งจ่ายไฟ ATX สำหรับนาฬิกาเวลาจริง
โครงการนี้ไม่เพียงแต่อนุรักษ์ประวัติศาสตร์คอมพิวเตอร์เท่านั้น แต่ยังแสดงให้เห็นว่าฮาร์ดแวร์ยุคเก่าสามารถถูกนำมาตีความใหม่ด้วยหลักการวิศวกรรมสมัยใหม่ สร้างสะพานเชื่อมระหว่างเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ในอดีตและปัจจุบัน
แหล่งอ้างอิง: ATX form factor 80286 AT mainboard PCB Rev 1