Совсем недавно японские разработчики представили одноплатник Naoto64, который не может практически ничего из того, на что способны современные устройства. Так, у него нет привычных выводов, он умеет лишь мигать светодиодами. А процессор у девайса однобитный. Несмотря на всё это, одноплатник быстро раскупили. Так что это за новинка? Подробности — под катом.
Ох уж эти японцы
Разработала девайс компания Switch Science, и, похоже, на рынок он попал как раз вовремя — перед всеми новогодними праздниками. В целом этот одноплатник, по крайней мере пока, не имеет практического применения. С ним можно поиграть, но к чему-либо приспособить вряд ли получится.
Это небольшая плата со считанным количеством электронных компонентов. У компьютера — 1-битный процессор с частотой 1 Гц, 1-битная шина, 4-битное ПЗУ и два бита адресного пространства. Всё это позволяет задействовать светодиоды устройства — они могут включаться, выключаться и мигать. Немного, но всё же хоть какие-то признаки работы.
Несмотря на столь необычную функциональность, девайс практически сразу раскупили, как и говорилось выше. Наверное, именно в качестве игрушки — для себя или подарок для знакомого гика. И да, стоит он вовсе не копейки — цена его составляет $17,56. Многие гораздо более функциональные и производительные одноплатники стоят меньше.
К сожалению, неизвестно, сколько было выпущено экземпляров этого устройства, да и поставлялось оно лишь в Японии. Но впечатление, как видим, произвело такое, что о нём рассказывают техно-СМИ всего мира. Продавалось оно на разных японских площадках, включая и официальный сайт разработчика.
Для сравнения можно привести стоимость гораздо более функционального одноплатника Pi Zero 2 W, цена которого составляет около $15. Здесь у нас сразу 512 Мб ОЗУ, четырёхъядерный процессор с частотой работы ядра в 1 ГГц, модули Bluetooth и Wi-Fi плюс порт microHDMI для подключения к монитору. Да, этот девайс тоже популярный, но Naoto64, как назвали японцы свой продукт, просто смели с виртуальных «полок».
Pi Zero 2 W как минимум на два порядка производительнее устройства от японцев, да и то, вероятно, это слишком заниженная оценка. Ведь мы не учитываем количество ядер, многозадачность и другие возможности современных операционных систем.
Да что там «малинка», даже если вы купили на Новый год относительно дорогую гирлянду с парой сотен разноцветных огней, то внутри будет находиться более мощный процессор.
Собери сам
Для того чтобы ещё больше заинтересовать гиков, японцы решили предоставить девайс в качестве конструктора, который нужно собирать самому. Покупатель получает пакетик со всеми необходимыми компонентами, а также мануал по сборке. Всего в пакете около 50 элементов, которые нужно распаять на плате (она также входит в комплект), что можно видеть на фото выше.
Характеристики Naoto64:
регистр общего назначения: 1 бит × 1
адресное пространство: 2 бита
ширина адресной шины: 1 бит
ёмкость ПЗУ: 4 бита
набор команд: ADD, JMP
программный счётчик: 1 бит
регистр флагов: не реализован
арифметическая операция: 1-битное сложение (XOR)
тактовая частота: примерно 1 Гц
общее количество микросхем: 4
Что умеет этот одноплатник? У него крайне ограниченный набор команд, включая ADD, JMP и XOR, а пользователи могут при помощи программирования комбинации переключателей ПЗУ управлять его светодиодами.
Источником питания является порт USB Type-C. Адаптер переменного тока и кабель не входят в комплект. Также покупателю не стоит рассчитывать на блоки с поддержкой PowerDelivery — эта технология питания не добавлена производителем. Зато разработчики предусмотрели кнопку Reset для тех случаев, когда Naoto64 перестаёт отвечать на команды.
Так зачем он нужен?
Если говорить о более-менее опытных любителях DIY-электроники, то, вероятно, лишь в качестве игрушки. А вот для всех остальных, включая людей, кто только начинает заниматься электроникой, это неплохой инструмент для обучения. Особенно будут довольны Naoto64 дети, которым нравится собирать всё своими руками.
Устройство очень базовое, наверное, самое сложное, что с ним можно сделать, это научить генерировать фразу Hello World, если запрограммировать светодиоды мигать азбукой Морзе.
Собственно, это и всё. Почему одноплатник так быстро раскупили? Наверное, просто потому, что это очень необычное устройство, на рынке нет ничего подобного. Каждый покупатель подумал либо о себе, либо о своём коллеге/друге — гике, кто оценит Naoto64. Да и неизвестно точно, сколько именно устройств запустили в продажу.
Вполне может быть, что сейчас компания-производитель планирует вторую часть кампании по продаже устройства, ведь теперь о нём знает практически весь мир, так что и поставки можно запустить во многих странах, а не только в Японии.
У проекта, кстати, есть собственная страничка на GitHub — вот ссылка на неё.
Комментарии (35)
mlnw
13.01.2024 08:40-3Можно ли вообще назвать это микропроцессором, а не рассыпухой на плате для мигания светодиодами. Что за код можно записать в 4 бит ОЗУ и зачем тут 1 ГГц?
avshkol
13.01.2024 08:40+6Возможно, это можно назвать самым элементарным микропроцессором из возможных... То есть это иллюстрация качественного перехода от рассыпухи к процессору,
commanderxo
13.01.2024 08:40Интересно, есть примеры однобитных компьютеров с широкой шиной адреса, позволяющей адресовать килобайты памяти? Чтоб можно было запрограммировать что-нибудь полезное,
jar_ohty
13.01.2024 08:40+1В системах на MC14500 в принципе можно много памяти сделать, всё зависит от разрядности счётчика команд (он там внешний).
Oangai
13.01.2024 08:40+2чисто теоретически возможно, он всетаки был полным по Тьюрингу, в отличии от сабжа который только маркетологи в бреду могли назвать процессором. Но на практике у MC14500 отсутствовали команды загрузки программного счетчика, не было там классических браншей и джампов, он просто тикал себе всегда вперед, до переполнения, и снова вперед. Но можно было по условию установить флаг игнора опкодов, до достижения требуемого адреса он тогда тикал как это называлось 'silent' вроде, вхолостую вобщем. Циклы там поэтому делались в прямом смысле ректально, игнором "всего, кроме". Так что не стоило там больше памяти ставить
iShrimp
13.01.2024 08:40+1Чем-то напоминает устройство советских микрокалькуляторов, где оперативная память закольцована и в процессе выполнения каждой команды содержимое памяти несколько раз прогоняется через все процессоры. Каждый процессор обрабатывает только те данные, которые предназначены для него, а остальные данные пропускает дальше по цепочке. Если команда не была обработана ни одним процессором, то по таймауту генерируется сообщение ЕГГОГ.
Oangai
13.01.2024 08:40+2напоминает, но всетаки там всё на много сложнее было, там такого намутили что дай Бог, до сих пор разбираются. Был у меня в свое время мк-61 в начале девяностых, тыкал в него осциллографом, смотрел что там по шине бегает, думал какую-нибудь внешнюю память прикрутить, но куда там..
MC14500 чипсет построен по принципу цикломата, как в аналоговых стиралках, поэтому примитив такой.
mlnw
13.01.2024 08:40+10Pi Zero 2 W как минимум на два порядка производительнее устройства от японцев
Копирайтеры МТС, а как вы, сравнив одноплатник и свистульку, тут вывели два порядка? Почему не двадцать два? Вопрос, впрочем, риторический.
Fox_exe
13.01.2024 08:40Хоть бы с ATMega и подобными сравнили... Кто там из этой братии самый "Медленный" и простой? STM8 ?
NutsUnderline
13.01.2024 08:40+5меня обюломила КДПВ. там нечто красивое . а факту дешман плата и совсем не красивая даже.
такое дело удобно для обучения - можно не торопясь тыкать не только осциллографом, но и просто тестером в точки, видеть 0/1 и осознавать принципы работы.
sim2q
13.01.2024 08:40+1меня обломила КДПВ
Не только Вас!
Тем более что такая статья уже была недавно : В Японии выпустили ПК Naoto64 с 1 Гц процессором, 1-битной шиной и ПЗУ на 4 бита
Некоторые копроблоги тут уже всё больше напоминают пикабу худшей стороной.
AVX
13.01.2024 08:40+4Думаю, это просто созданный маркетологами вау-эффект, сугубо для нового поколения "техногиков", которые успели с детства освоить ардуинки, но пропустили в своём обучении "основы цифровой логики". Берём любые микросхемы с 2И-НЕ, и делаем почти всё что угодно, только плата побольше будет. Когда надоест, можно взять с D-триггерами (и до кучи какие-нибудь ещё триггеры), добавляем регистры, дешифраторы.... и в какой-то момент можно уже полностью осознать, как это всё работает, и наконец собрать что-то с элементами памяти, каким-нибудь процессором (и получить условный "спектрум"), или сразу взять микроконтроллеры или прочие готовые малинки.
Когда начал в школе (в 90хх) интересоваться электроникой, нашёл у отца кучу всяких радиодеталей, и понемногу всякое собирал или дорабатывал какие-нибудь устройства. Сначала это всё было аналоговое, а куча микросхем вида К561ТМ2 и подобных были неведомой фигнёй (не было у меня документации и я не знал как это применить, да и отец тоже). Уже через пару лет в радиомагазине совсем недорого купил старый справочник по микросхемам - и вот пошло веселье, оказывается, на этом "цифровом" добре можно много всяких приколюх делать. А уж когда появился комп, и оказалось, что всё это не так сложно подключать к тому же LPT порту..., вот тут уже и программирование в ход пошло. И тогда я осознал, что для более-менее сложных устройств намного проще "хард" заменить на "софт", и реализовать в виде программы для процессора (микроконтроллера). И вот тут "однобитный" процессор для меня как-то дико звучит, это именно для людей, которые все эти (как мне кажется, логичные) этапы в своём развитии и обучении просто пропустили.
kh0
13.01.2024 08:40+2Как возможно в 2-4битах закодировать мигание "Хелло ворлд" азбукой Морзе?
FirstEgo
13.01.2024 08:40Ну, -SOS- точно можно.
Astroscope
13.01.2024 08:40Телеграф - это, в какой-то мере, PWM. Существуют посылки двух продолжительностей и паузы хотя бы двух продолжительностей - итого четыре события, которыми кодируется полезный сигнал. Это уже на два бита потянет, по крайней мере без оптимизации. Дальше хуже, потому что каждый символ кодируется различным количеством различных посылок - одинакова только пауза. Например, S состоит из трех одинаковых коротких посылок с двумя короткими паузами между ними, после чего требуется длинная пауза, как способ кодирования границ символов. Символ O тоже относительно прост - три одинаковые длинные посылки с двумя короткими паузами между ними, после чего снова требуется длинная пауза как признак завершения передачи текущего символа и готовности передачи следующего - стартовых и стоповых битов нет, но здесь это наоборот хорошо. Пока не очень понимаю, как это впихнуть в пару бит. Даже E или T взятые сами по себе вызывают вопросы чисто практического плана, но они хотя бы теоретически позволяют себя захардкодить в еще два бита, а вот с S или O пока непонятно.
jar_ohty
13.01.2024 08:40Сигнал SOS передаётся без пауз между буквами, поэтому задача упрощается.
Astroscope
13.01.2024 08:40без пауз между буквами
Всмыслебезпаузмеждубуквами?Каквыотделитеоднубуквуотдругой,еслимеждуниминетстандартныхпауз? Пауза между буквами - это единственный способ определить границы передаваемого символа. Вы можете упростить и не делать отдельную паузу между словами - да, это неправильно, но в целом в каких-то разумных пределах "проканает", особенно если у вас последовательно идут буквы вроде "U R 5 N N H W ?", которые просто невозможно сгруппировать в слова иначе, как только одним способом, хотя наверняка найдется кто-то, у кого-то рука так и потянется сделать UR5NN или UR5NNH (любые совпадения с реальными позывными совершенно случайны), а потом не знать, куда девать оставшееся.
Вернемся, однако, к нашим S, O и S. Почему, по какой объективной причине, если у вас нет пауз между буквами, вас должны понять как "SOS", а не как "V7"?
johnfound
13.01.2024 08:40+1Это похоже самый оверклокируемый компьютер в мире. Судя по картинке там 74HC, а они 5..10МГц вытянут. То есть его запросто можно ускорить в 10 миллионов раз.
berez
13.01.2024 08:40Помнится, процессоры в советских программируемых микрокалькуляторах (Б3-34, МК-61) были однобитными. Где-то у меня даже валялся один такой...
jar_ohty
13.01.2024 08:40+3Они не были однобитными: однобитной была лишь последовательная кольцевая шина, а минимальным элементом обрабатываемой информации была четырехразрядная цифра от нуля до "пустышки". Так что процессоры там четырехразрядные.
Arkady_VK
13.01.2024 08:40Добавить бы еще команду NOP. те что были убрать и объявить конкурс, типа, написать программу в которой есть хотя бы одна ошибка, за две премия.
Astroscope
13.01.2024 08:40Добавить бы еще команду NOP
Лучше GOTO. Ну, просто потому, что команда хорошая, полезная и, пожалуй, наиболее часто используемая в образцовом коде. /s
rcl
13.01.2024 08:40В далекие 80-е я проходил практику в одном НИИ. Там как раз шла сборка однобитного вычислителя. Тогда он занимал целую стойку.
В те времена уже были 16-разрядные бортовые машины размером с микроволновку (практиковали запись программ прямо в машинном коде на лабах) жаль что на той практике ни один из инженеров этого странного НИИ так и не смог доходчиво объяснить нам (штудентам) нахрена нужен однобитный холодильник когда уже есть 16-разрядные микроволновки.
Видимо ведомство было другое и жило в собственном мире.
Kudriavyi
Есть давно существующий открытый проект четырехбитного процессора TD4, китайцы продают наборы по сопоставимое цене
Ссылка на али
Смотри, что есть на AliExpress! CPU DIY Kit TD4 Make a simple 4-bit CPU By Yourself Open Source Software and Hardware Including PCB and All Components за 1 986 ₽
https://sl.aliexpress.ru/p?key=mS8GOMe
Dr_Faksov
Четырёхбитной архитектуре лет 60 с хвостиком, если не 70. Первые настольные электронные калькуляторы были четырёхбитными. И да, они были без микропроцессоров, полностью на рассыпухе.
RichardMerlock
А тут аншлаг - однобитная архитектура! Система команд ровно из двух команд: NOP и еще какая-то. Но вот какая команда кодируется единицей? Это же мистика!
Sau
Даёшь безбитную архитектуру! Команда всего одна, сделать NOR и перейти если 1 (например).