[科普]南斯拉夫的自制微型计算机

基于Z80的Galaksija敢于与众不同。

在东欧冷战时期，计算机的名声不太好。当时，到处都在尝试复制美国IBM的个人计算机、英国的ZX Spectrum和其他西方计算机。不过后来有了南斯拉夫的Galaksija，这是一个非常有灵感的创意，将计算机送到了普通人手中。

Galaksija是一款基于Z80的8位自制机器，其设计很巧妙，使用的都是南斯拉夫人能够从西欧进口的材料。在短暂的鼎盛时期，有成千上万台这种计算机被制造出来，商业化组装的Galaksijas进入全南斯拉夫的家庭和学校。现在，我们自己也可以尝试这台组装的机器。

Galaksija是围绕南斯拉夫的进口限制而设计的计算机，它与基于Sinclair的ZX Spectrum和Tandy公司的TRS-80采用一样的8位CPU。

作为一个复古计算机技术迷，2022年年初我在Crowd Supply看到正在出售Galaksija的完整套件，于是习惯性地下了订单。直到几个月后，在HOPE黑客大会上看到弗拉多•文斯（Vlado Vince）关于南斯拉夫计算机的精彩演讲后，我的兴趣才真正地被激发。由于Crowd Supply持续延迟交付套件，交货期一直无法确定，不过我很幸运，2022年4月，我在东方复古电脑节上遇到了文斯，他给了我一块Galaksija印刷电路板（PCB），还给了我一份现代材料清单链接。我觉得可以开始了，于是我取消了Crowd Supply套件订单，自己开始动手。

1983年，Galaksija完整的方案首次发表在了计算机杂志《您家中的计算机》（Računari u vašoj kući）上的一篇文章中。该杂志由Galaksija的设计师沃贾•安东尼奇（Voja Antonić）和编辑德扬•利斯塔诺维奇（Dejan Ristanović）合办。（2018年，该文章的英文版由No Starch Press出版社发表在了PoC||GTFO第二卷上。）不想从海外订购部件的南斯拉夫人可以从安东尼奇和利斯塔诺维奇那里订购。

Galaksija最初使用的是单面印刷电路板，不过几年前，安东尼奇发布了双面印刷电路板的修订版。这基本上免除了焊接时需要的跳线，大大加快了组建的速度。新版本还进行了另外两项调整，新增了一组视频和音频连接器，并且增加了一个电容器，解决使用当代新版Z80 CPU芯片的时间问题。

Galaksija使用的组件相对较少，依靠CPU来完成其他家用计算机专用电路所完成的许多工作。两个EPROM(芯片带有暴露硅片的窗口，可用紫外线擦除数据)可存储操作系统，第三个EPROM可存储字符图形数据。

不过，即便做出了这些令人满意的调整，如果你还不到50岁，你也会觉得制作体验不太一样。对于初学者而言，许多电阻值似乎有点不对劲儿。现代设计一般是采用E6系列欧姆值的倍数，即1.0、1.5、2.2、3.3、4.7和6.8。但制作Galaksija时需要一套E4系列的电阻值，因为Galaksija的许多电阻都是1.8或6.2的倍数。

接下来，像其他一些早期家用计算机一样，Galaksija的视频电路很少，主要依靠CPU来生成模拟电视信号。虽然增加的计算量使Galaksija的速度显著变慢，但这主要是为了将元件的成本控制在法定进口限额以内。Galaksija可以生成欧洲PAL电视信号，我可以将信号接入平板显示器，这要得益于RetroTink-2X Pro，这个漂亮的盒子能够将许多过时的视频信号转换为HDMI。你也可以试着把信号插入一台老式的模拟美国电视机，因为它的纯黑白信号与NTSC标准兼容，但我发现这需要一台兼容性强的电视机和熟练的垂直同步控制。

取消Crowd Supply套件订单让我很头疼：Galaksija的3个只读存储器（ROM）芯片有两种风格。这些芯片是可擦除可编程只读存储器（EPROM），可以像现代电可擦编程只读存储器（EEPROM）芯片一样以电子的方式写入。但要擦除EPROM，需要用紫外线在其封装顶部的一个圆形小天窗照射几分钟。

该图改编自EPROM的发明者多夫·弗罗曼-本奇科夫斯基(Dov Frohman-Bentchkowsky)1971年在《IEEE固态电路杂志》上发表的论文。如图所示，存储器的每一位都是具有未连接栅极电极的晶体管(深色矩形)。要设置一个位元，可在晶体管的源极和漏极之间施加击穿高电压，捕获电子给栅极充电。捕获栅极电子所产生的电场在硅基板中形成导电层。将表面暴露在可穿透的紫外线光下，可使栅极复位。

自20世纪80年代以来，我就没有处理过EPROM了，我在初级科学显微镜下观察，那只EPROM是坏的。在eBay上能找到货源，但我很快就意识到，获得芯片只是复杂过程中的第一步。我像很多制造商一样，使用了基于TL866的物美价廉的ROM编程器。这些设备没有提供编程EPROM所需的高电压，尽管在线的硬件修改说明书说可以实现。我甚至很难读取芯片，验证它们是空白的。是我的工具链出了问题，还是芯片本身有问题？如果我的Galaksija无法正常启动，我怎么知道问题是出在EPROM上，还是在电路板上？

面对一系列漫长的调试和不断迫近的交稿期，我做了唯一合乎逻辑的事——我作弊了。我给同样住在纽约的文斯发送了电子邮件，他主动带着EPROM擦除器、修改后的TL866编程器和一些用于测试的已编程ROM来到本刊办公室。经过两小时的调试，包括拆除了一个无用的芯片，Galaksija终于显示出READY的提示。每个人都应该有一个8位南斯拉夫DIY计算机，也许你很多年都不需要它们，但当你拥有它们时，你真的会很高兴。

你不需要懂塞尔维亚语或克罗地亚语就可以为Galaksija编程。它有一个TRS-80 Model 1使用的Basic版本，也有英文关键字。软件保存和加载是通过一个音频插孔完成的，音频插孔原本用于磁带录音机接口；此外还有一些Galaksija软件可供下载，包括《俄罗斯方块》等经典软件。虽然Galaksija可能没有ZX Spectrum或Commodore 64等西方8位计算机那么有名，但通过它可以很好地了解其他地方的人们是如何加入数字革命的，以及积极主动的工程设计是如何超越重大障碍的。

作者：Stephen Cass