금요일, 9월 01, 2023

6502 CPU 복원, 80년대 학번 아재들의 추억 되살리기

6502 CPU 복원, 80년대 학번 아재들의 추억 되살리기

개인형 컴퓨터(PC, Personal Computer)의 서막을 열었던 Apple ][에 사용된 CPU가 6502다. 이 CPU는 약 3500개의 nMOS (n-channel FET)로 구성되었고,

 믿기 어렵지만 레이아웃은 손으로 그려졌다.

그 역사적인 CPU의 레이아웃을 복원해 냈다. 염산으로 패키지를 녹여 내서,

수천장의 사진을 찍고,

각 레이어와 배선이 작동하는 모습을 애니메이션으로 복원해 냈다. 기게어 코드를 넣으면 레이아웃에 신호가 들어가고 트랜지스터가 작동 하는 모습을 볼 수 있다. 순전히 교육적인 목적으로 몇년간에 걸쳐 만들어 냈다고 한다.

http://www.visual6502.org/JSSim/index.html

레이아웃을 복원해 냈으니 트랜지스터 회로도 그려 냈다고 한다. 이 회로도를 커다란 기판에  복원했다. 개별 트랜지스터를 붙이고 작동하는 모습을 보여주기 위해 백여개의 컬러 LED를 붙였다고 한다. 

https://monster6502.com/

APPLE ][ 의 CPU, 6502의 작동 속도는 1Mhz 였다. PCB에 복원한 CPU는 실제와 동일하게 작동 한단다.

우리나라 넥슨 컴퓨터 박물관에도 Apple-1이 전시되어 있다. 실제 작동하는 6대 중 한대라고 한다. 경매에서 약 4억원에 낙찰 받아 온 것이란다.

이 6502를 MPW를 통해 CMOS 실리콘으로 재현해 보려고 한다. 재미 있겠지? Verilog HDL 시뮬레이터로 재현되는 APPLE-1

그리고 다양한 사람들이 있다. 자기 집 차고에 반도체 공정실을 차려 놓은 사람이 있다. 레이아웃은 포토샵으로 그렸단다.

트랜지스터를 가지고 8비트 가산기를 만들어 보기도 한다. TTL 과 CMOS의 논리회로의 작동원리를 스위칭 수준에서 설명하고 있는데 아주 직관적이다.

우리나라도 64K 메모리 반도체를 생산 했다며 뉴스에 "이 안에 10년치 신문이, 백과사전이 들어갑니다." 라고 하던 기사를 기억하는가.

"광고로 알아보는 반도체 역사" [링크]

80년대 반도체 메모리 TV 광고.

오늘날의 반도체 공정


댓글 2개:

  1. 대학에 입학했는데 땜질이 좋아서 전자과를 갔습니다. 어느날 학과 조교실에 갔더니 조그만 보드에 흑백 모니터를 연결해놓고 테니스 게임을 하고있는거예요. 저게 뭐지? 후에 알게되었는데 일본제 마이컴 보드였던 것 같습니다. 군대를 갔다 온 후 수업 끝나고 청계천에 갔더니 가게 선반에 녹색 모니터가 있었어요. 그리고 그 모니터에 사각형과 원형 그림을 모니터가 그리는 걸 봤어요.갖고싶다 라는 생각보단 나도 저렇게 모니터에 그림을 그려보고 싶다는 말로 현 할 수 없는 어마 어마한 충동을 느꼈어요.
    결국 컴공과(당시엔 전자계산학과)로 전과했습니다.
    컴퓨터를 전공하는 학생답게 정말 거금을 들여 애플II를 사다놓고 책을 아무리 읽어봐도 학교에서도 배운적이 없어 어떻게 해야 할지 몰라서
    자전거를 타고 혹시 동네 구석의 컴퓨터세탁 간판의 집에 들어가 물어보기도 했습니다. 한마디로 미친짓이었죠. 실화입니다. ㅎㅎ
    당시에는 베이직이 기본이었는데, 너무 느리다는 것과 난 할 수 있다라는 생각에 청계천을 뒤져 어셈블러를 불법복제하여 가지고 왔는데, 메뉴얼이 없어서 시간이 걸려서야 내가 어셈블리로 프록그래밍하면 머신코드를 만들어내는 속칭 기계어에 익숙하게되었고, 그걸로 RTTY 송수신장치를 만들고, XT 컴이 나올때엔 거기에 포팅하고... 특히 기계어의 수행속도가 번개같아서...그 시원한 맛이란...^^
    제가 왜 이리 절절이 이 글을 쓰냐하면 지금은 거의 다 잊어버렸지만, LDA, STA, LDY, STY 이런 니모닉이 아직도 파편처럼 제 머릿속에 남아있고, 제 전화번호도 뒷자리가 6502 입니다. 제 아들한테도 6502의 전설을 입이 아프도록 이야기했는데, 그래서인지 비슷한 걸 배우러 다닙니다. 애플용 확장 공 PCB를 석영인가에서 사다가 외부장치 제어하는것도 만들고했는데. 당시엔 화면제어 프로그래밍 툴이 빈약해서 화면 인터페이스 만들기가 정말 시간이 많이 걸렸던게 기억납니다.
    직장에선 데이터통신 개발 일을 했었는데, 애플시절 그리고 XT시절 확장보드 만들고 프로그래밍하고 거기다 아마추어무선까지 하다보니, 당시엔 h/w, s/w, 통신 이 3가지를 다 아는 사람을 구하기 어려워서(미국도 마찬가지였음) 학점이 개판인데도 맘 편하게 들어가서 잘먹고 잘살았던거 같습니다.
    지금은 지나간 일이지만, 남들은 민주화데모한다고 최루탄속에 뛰고할 때 저는 제 잇속만 차린 꼴이 되버린 저 6502하고 찐한 사이로 지냈던 기억이 납니다. 정말 6502 사랑했었죠.

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    1. 답글 달아 주셔서 반갑고 감사합니다.

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