[애플1] Apple-1을 복원 해보자

Apple-1을 복원 해보자

Apple-1은 1976년에 "애플"사에서 발매한 개인용 컴퓨터 입니다. 오늘날의 애플 컴퓨터(Apple Company Inc.), 그 회사 맞습니다. 애플에서 처음 출시한 이 컴퓨터에 사용된 CPU는 6502로 8비트 마이크로 컨트롤러 입니다. 50여년 전에 시너텍(Synertek)에서 nMOS 공정으로 개발하고 판매했던 이 CPU는 단종 되었지만 WDC 사에서 CMOS 로 재설계하여 판매되고 있어요. 컴퓨터 구조 교과서를 매우 충실히 따를 만큼 단순한 구조의 이 CPU는 높은 에너지 가성비로 인해 오늘날에도 여전히 연간 수백만개가 팔리고 있다고 합니다(구글 AI가 그럽디다).

이 Apple-1을 복원 해 보기로 합니다. 최종목표는 Apple-1 싱글 보드 컴퓨터(SBC, Single Board Computer)입니다.

첫 단계는,

- 깃-허브에 공개된 CPU 6502의 베릴로그 소스코드를 수정
- 메모리 모델과 입출력 장치 모델은 SystemC 로 작성하여 시스템 수준 시뮬레이션 테스트 벤치 제작
- Verilog 및 SystemC/C++ 활용 복습
- Co-Simulation 이해

두번째 단계,

- Apple-1이 발매 당시 내장되었던 256 바이트 크기의 워즈니액 롬 모니터(바이너리 코드)실행시켜 Apple-1의 복원 확인.
- Apple-1 컴퓨터에서 작동하던 각종 상용 소프트웨어 실행. Apple BASIC, J-Mon  등
- 개발 환경 구축. AS65, CC65, SDCC 등 어셈블러 및 C 컴파일러등을 활용하여 Apple-1의 SDK 환경 완성
- 폰-노이만 방식 컴퓨터 구조 이해
- CPU와 SDK(소프트웨어 개발 킷) 이해

세번째 단계,

- 에뮬레이터 제작.
- 6502 베릴로그 소스를 합성하여 FPGA로 구현
- 싱크로너스 메모리 모델 및 입출력 장치를 라즈베리 파이 피코 보드로 구현
- 에뮬레이터 동작 속도 1Mhz 달성
- 코-에뮬레이션(Co-Emulation) 이해
- 패스트 프로토 타이핑(Fast Prototyping) 이해

네번째 단계,

- 내 책상 위에서 내 칩 만들기: 합성
- "내 칩 제작 서비스" MPW(마이 칩 만들기)의 ETRI050 노드로 이전.
- 표준 셀 기반 RTL 합성과 합성 후 네트 시뮬레이션
- 합성 로그 읽기
- 베릴로그 VPI로 SystemC 테스트 벤치 재활용
- 합성 후 네트리스트 타이밍 시뮬레이션
- 테스트벤치 재사용 기법 이해

다섯번째 단계,

- 내 책상 위에서 내 칩 만들기: 레이아웃
- 자동 배치와 배선 도구가 작동하는 방식(옵션처리 요소)
- 배선에 실패 했을때 대응 하는 방법
- LVS 오류에 대처하는 방법(Magic 사용법)
- DRC 오류에 대한 대응

여섯번째 단계,

- 내 책상 위에서 내 칩 만들기: 칩-탑
- "내 칩 제작 서비스" MPW 제출

일곱번째,

- 칩 테스트 준비
- 패스트 프로토 타이핑 보드 활용 인-서킷 에뮬레이션(ICE)
- Apple-1 재현 싱글보드 컴퓨터(SBC) 회로기판 제작

이 프로젝트에 참여하고 싶다면 아래 그룹에 가입하여 최신 소식을 받으세요.

"내 칩 제작 서비스"/"반도체 설계 교실" 오픈-소스 디자인 킷 사용자 그룹
https://groups.google.com/g/mychip-on-mydesk