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小时候一直玩电脑，后来开始自己组装电脑，长大了以后开始修电脑，电脑这个词，几乎陪伴了我半辈子，而且整个童年都是它的身影。 所以，我一直就很好奇，电脑在诞生之初是什么样子呢？我们通常所说的电脑，其实叫 个人计算机，它的英文缩写是PC。而PC则是上个世纪70年代IBM公司设计并销售的一款计算机产品中的一种。早在1981年，IBM推出了人类历史上的第一台个人计算机（因为那个年代的计算机，要么用于科学计算、要么用于军事、医疗等，没有给个人用的），而它就是IBM-5150，也就是世界上第一个PC。时至今日，现代的电脑中也依然保留了很多当年第一台PC的影子，比如当年的8253(可编程定时器，用来控制蜂鸣器响的)，它依然存在于现代电脑中的每一颗PCH中，而它的时钟频率，在半个世纪后的今天，依然是当年的1.193182MHz。每次开机都听到那一声清脆的“滴”一声，都好像是在纪念曾经那个被称为蓝色巨人的IBM。
这次我有幸从海鲜市场搞来一个报废+腐蚀严重的IBM-5160，它和5150相比，更加精简实用。去掉了古老的磁带机接口，并且去掉了冗长多余的ROM芯片，而且高配版本的5160支持高达640KB的基础内存。
首先看看刚收来时，它的样子：
板子上很多地方有腐蚀，并且变形严重。它采用的是8088处理器(是8086的外部8位总线版本，CPU本身是16位的)，它也是第一代的x86，即最初的x86。
然后老规矩，拆掉腐蚀严重或者有腐蚀痕迹的芯片，然后通恒流源，用手摸哪些发烫的。这些都拆掉后：
然后更换好新的(拆机)的芯片后，成功点亮：
顺便说一句，那个年代的PC电脑，虽然有BIOS ROM芯片，但是却没有BIOS设置页面，因为那时候的BIOS的一些功能设置是通过板子上的拨码开关配置的。
然后我这个板子是64-256KB的版本，于是我就打算给它升级成640KB的版本。
而且，这个主板没有所谓的南桥、北桥、IO芯片等，不过，南桥、北桥和IO芯片的功能它都有，只不过它是使用一些独立功能的集成电路+逻辑门电路实现
比如 北桥的功能，它用的是一堆74LS138和PROM进行对DRAM的解码和读写控制。
南桥的功能里，比如刚刚提到的开机“滴”一声的蜂鸣器叫，是通过8253+8255控制的，而且它还有DMA控制器8237，中断控制器8259等
而且它也有独立的时钟芯片8284，还有总线控制器8288。
而且至今为止，这些芯片都存在于现代的PC的南桥中，并且它们的端口(Port)依然没变。
然后说下如果修改成顶配的640KB内存吧，控制内存地址的电路如下：
(这张图是640KB的)
可以看到，这块主板一共有4个BANK，所以有4个RAS/CAS。其中，RAS是一直在刷新的。而CAS是只有当CPU根据地址线操作到指定的内存后，才会有信号的。而产生CAS信号的是U42(74LS138,一个3-8线译码器)，而将8421的地址编码送入U42的是U44，它是一颗PROM，里面保存了刷新CAS信号的编码。根据电路图，可以整理出下表：
而这个表格的数据，就是640KB时的寻址方法。
而对于原始的U44(TBP24S10)的数据全部内容为：
所以根据上面的分析，只要修改E2跳线就可以，而且这个在原理图中也有体现
256KB版本的E2：
而640KB版本的E2为：
除此之外，256KB的版本，BANK0到BANK3的每一个DRAM芯片都是4164，而到了640KB后，其中BANK0和BANK1都为41256，而41256有A8地址线，所以需要将保留的U84(74LS158)补上，如下图：
同时配置BIOS的设置跳线，将BANK0-3全部打开。然后开机就可以成功通过640KB全部自检了：
然后顺便测试了一下整个主板的内存 和 全部IC的功能：
然后给它装一些当时那个年代的软件吧
以上这些都是在DOS下，我们再在这个古董机器上装个windows吧：
这次，这个将近半个世纪的古董终于全部稳定修复了，接下来看下全部阵亡的元器件合影：
然后BIOS固件、原理图、BIOS源码和资料都附件了
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狗仔卡
发表于 2023-6-28 18:00:21
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