Кимио Косака (Kimio Kosaka), преподаватель Токийской научно-технической средней школы, нашел в своих запасниках компьютер Cosmac-80, который он собрал около сорока лет назад. Вычислительная платформа использовала чип uPD8080A с тактовой частотой 2 МГц — клон популярного в ту пору 8-битного процессора Intel 8080A. Чем сегодня интересен артефакт прошлого, созданный японским радиоаматором на гребне микропроцессорного энтузиазма?
Клон, разработанный компанией NEC, представлял собой совместимую по набору команд и выводам микросхему в корпусе DIP-40, но с рядом доработок блока управления и регистра флагов. К слову, оригинальные улучшения, предложенные NEC, не были приняты пользователями, что со временем привело к появлению модели uPD8080AF, которая стала уже полной копией Intel 8080A.

С помощью 16-битной адресной шины процессор общался с 64-КБ оперативной памятью, составленной из микросхем NEC uPD4164C, их организация 64K×1 потребовала 16 чипов. Автор попытался обеспечить ОЗУ автономным питанием для того, чтобы самодельная компьютерная память стала энергонезависимой. Резервная батарея — четыре последовательно включенных никель-кадмиевых аккумулятора. Выполненные по N-канальной CMOS-технологии элементы памяти, по замыслу разработчика, переходили в режим ожидания, когда снималось внешнее питание.

Сегодня трудно сказать, была ли в принципе реализована автономность, так как в находке о контроллере регенерации динамического ОЗУ ничего не сообщается. Такой контроллер должен перебирать адреса и формировать сигнал RAS – Row Access Select. Динамическая память, построенная на uPD4164C, требует регенерации путем перебора 128 адресных строк при активном сигнале RAS. Ее рефреш связан с потреблением тока около 10 мА на корпус.
На плате Cosmac-80 есть место для микросхем статического ОЗУ типа 6116 с организацией 2Кх8. Возможно, автор их задействовал для хранения критически важной информации, тогда энергонезависимый режим выглядит более логично. Такой тип SRAM в неактивном режиме потребляет около 1 мкА, поддерживая достоверность данных при снижении питающего напряжения чуть ли не до 1В.

Сорок лет назад, когда еще в схемотехнике клавиатурного интерфейса не применялись контроллеры 8041, самодельный компьютер обслуживал ручной ввод с помощью переключателей. Их работой управляла плата на дискретной логике: на снимке видны микросхемы производства NEC и Texas Instruments.
В качестве дисплея использовались 7-сегментные индикаторы, декодер для них был собран на диодной матрице. В динамической подсветке 8-разрядного дисплея использовался режим энергосбережения задолго до того, как это стало мейнстримом. Жаль, что были трудности с визуализацией логотипа Energy Star.

Компьютер Cosmac-80 использовал авторскую схему управления прерываниями: по сигналу прерывания ОЗУ отключалось от шины, и, чтобы «обмануть» процессор, выполнялась инструкция CALL, сгенерированная аппаратным обеспечением. Об этом решении автор пишет: «Я прочёл спецификацию i8259 и подумал, что смогу сделать проще».

Разработанный 40 лет назад Cosmac-80 комплектуется альбомом схем и написанной от руки документацией. С запасными частями тоже проблем нет. Исправность компьютера Кимио Косака гарантирует.