Open Source im professionellen Einsatz

Retrospektive Rechnertechnik: Quelloffenes Lehrstück

28.04.2008

Am 26. und 27. April fand in München das neunte Vintage Computer Festival Europa statt. Dabei war Dennis Kuschel mit seinem C64 und seinem quelloffenen Hardware-Projekt MyCPU.

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Die Liebhaberausstellung Vintage Computer Festival (VCF) zeigte in einer kleinen Turnhalle funktionstüchtige Rechner im Alter von zehn bis dreißig Jahren. Diesmal waren rund 30 Exponate zu sehen, zum Beispiel verschiedene MSX-Rechner von Philips aus dem Jahr 1984, ein Apple Macintosh SE/30 oder ein Robotron A 5105 aus der DDR. Flankierend gab es Vorträge. Vor allem solche waren erwünscht, die die historische Technologie aus einem persönlichen Blickwinkel zeigen, sagte der Veranstalter Hans Franke zu Linux-Magazin Online. Demnach geht es Franke um persönliche Geschichten vergangener Rechnertechnik-Generationen, zum Beispiel Pannen oder Programmiererlebnisse, die sich dann mit der heutigen Situation vergleichen lassen. Von diesem Impuls zeugen Vortragstitel wie "Internet Anfang der Neunziger" oder "Mit Zuse fing es an".

1998 veranstalteten der deutsche Assembler-Programmierer Hans Franke und sein amerikanischer Freund Ismail Sellam das Vintage Computer Festival zum ersten Mal in Kalifornien. Kaum einer habe beim ersten Mal die Ausstellung besucht, erzählte Franke. Zwei Jahre später exportierte Franke die Ausstellung nach Deutschland - und war vom Erfolg überrascht. "Wie aus dem Nichts tauchten Leute auf", sagte er im Gespräch mit Linux-Magazin Online: "Das ist wie bei einem Open-Source-Projekt: Keinen interessiert's, dann stellt man was online, und plötzlich geht es los." Der ehemalige Siemens-Mitarbeiter schätzt die Besucherzahl am Samstag auf 200, der Rekord lag in vergangenen Jahren bei 500. Franke besitzt persönlich über 1500 Rechner, die er an verschiedenen Standorten in Bayern unterbringt, zum Beispiel in "Kellern von Bekannten, die sich nicht gewehrt haben", wie er vergnügt berichtete. Linux kennt er seit Suse 4.2.

Einer der Aussteller auf der VCF war Dennis Kuschel, gebürtiger Bremer. Der Elektrotechniker zeigte sein Hardware-Bastelprojekt MyCPU. Bei MyCPU hat Kuschel die Funktionsweise eines Prozessors, die sich gewöhnlich hinter Millionen Transistorfunktionen eines winzigen Chips verbirgt, mit diskreten Bauteilen auf selbstgemachten Platinen abgebildet. Gleiches gilt für Interrupt-Controller, I/O-Adapter und seit Ende 2007 auch für ein Grafik-Platinenmodul. Als nächstes, verriet Kuschel Linux-Magazin Online, steht eine Ethernet-Schnittstelle auf dem Plan: Ziel sei, die Projektwebseite auf dem MyCPU-System selbst zu hosten.

Mit übereinander gestapelten, selbstgebauten Platinen und diskreten Bauteilen bildet das MyCPU-Projekt die Funktionsweise einer CPU nach. Zu sehen ist hier nur die CPU.

Beim Design der CPU hat sich Kuschel an dem 8-Bit-Mikroprozessor MOS 6502 orientiert, der 1975 auf den Markt kam. In seinem Studium hat er sich eingehend mit diesem Mikroprozessor befasst, der zum Beispiel im Commodore 64 eingebaut ist. Er schätze an ihm seine Einfachheit trotz Fülle durch CISC-Befehlssatz, außerdem kannte er diese CPU bereits sehr gut, sagte er zu Linux-Magazin Online. Das DOS-artige Echtzeit-Betriebssystem Pico OS hat Kuschel nach eigenen Angaben ebenfalls weitgehend selbst geschrieben. Für Linux seien die 8 Bit zu eng, bedauerte er, über Hinweise auf eine geeignete Linux-Lösung würde er sich aber freuen. Das Projekt ist trotzdem quelloffen: Bauanleitungen und Software gibt es auf der Projektwebseite zum Download. Die Hardware kann man sich selbst einzeln zusammenkaufen, ist aber auch über eine Partner-Firma komplett als Bausatz ab 154 Euro zu beziehen.

Zusammen mit den Kursteilnehmern ist dieses MyCPU-Objekt entstanden. Verbaut sind in dem High-End-System, wie die Schöpfer es stolz nennen, zusätzlich zur CPU (ganz links) unter anderem der Interrupt-Controller, ein Multi-I/O-Adapter und das neue Grafik-Modul.

Beeindruckend sind die Platinen des Hardware-Bausatzes: Der junge Ingenieur hat sämtliche Schaltpläne und Layouts selbst erstellt, auf Rohplatinen gebracht und die Löcher zum Auflöten der Bauteile selbst gebohrt. Die Motivation dazu habe Kuschel während des Lernens für die mündliche Abschlussprüfung erlangt: Er musste Digitale Schalttechnik büffeln, erzählte er, und habe ob der Theorielastigkeit Lust bekommen, die Verschaltung einer CPU selbst nachzubauen. Diese Motivation hat Kuschel seit 2006 auch dazu gebracht, in dem Computerverein 86 e.V., in dem er Mitglied ist, Kurse für Schüler und Studenten anzubieten. Denn das MyCPU-Projekt eigne sich hervorragend, um die Funktionsweise einer CPU zu verstehen. Aus diesem Grund verbaut Kuschel, berichtete er, lediglich Logik-Gatter, EPROMs (Erasable Programmable Read-Only-Memory) und SRAMs (Static Random Access Memory) als Teile. Höher integrierte Elemente wie CPLDs (Complex Programmable Logic Device) oder FPGAs (Field Programmable Gate Array) lehnt er ab.

Update: Dennis Kuschel hat sich bei Linux-Magazin Online gemeldet und folgende Hinweise durchgegeben. Auf der MyCPU läuft demnach zwar ein DOS-artiges Betriebssystem, das von Kuschel auch speziell für die MyCPU geschrieben wurde - aber nicht Pico OS ist. Das Pico OS läuft auf MyCPU und Dennis Kuschel hat es ebenfalls geschrieben, aber nicht speziell für die MyCPU. Im Gegensatz zum MyCPU-Betriebssystem ist es auch nicht DOS-artig.

Weiterhin seien die Preise auf der Webseite des Vertriebspartners von Dennis Kuschel zur Zeit wegen eines technischen Problems unvollständig angegeben, meldete Kuschel: Der Posten mit den Bauelementen für den MyCPU-Bausatz ist momentan nicht aufgeführt. Der Bausatz der kleinsten MyCPU-Variante kostet also nicht 154 Euro, denn damit erhalte man nur die Platinen ohne Bauteile. Der gesamte kleinste Bausatz kostet richtigerweise 343 Euro: 154 Euro für die Platinen plus 189 Euro für die Bauelemente.

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