硬核！程序員爆肝6個月從零手搓486主板，畫原理圖、焊芯片全搞定，Linux、DOOM、Win3.1都跑起來了

整理 | 屠敏

出品 | CSDN（ID：CSDNnews）

如果你對“手搓一塊主板”這件事的理解，還停留在焊幾個模塊、插塊現成芯片上，那程序員兼電子愛好者 Maniek86 的最新作品，可能會直接刷新你的認知。

最近，Maniek86 用了不到 6 個月時間，從原理圖畫起，自己設計印刷電路板（PCB）、實現芯片組邏輯，硬生生從零做出了一塊完整可用的 Intel 486 架構主板。

更為值得關注的是，它不僅可以穩定運行 Linux、MS-DOS、FreeDOS 等系統，還能讓《毀滅戰士》、《德軍總部 3D》等老牌經典游戲跑起來，在特定環境下也能成功運行 Windows 3.1。

這一切聽起來像是一個小團隊的成果，但實際上，均都出自 Maniek86 一人之手。此外，為了讓更多愛好者可以親手參與，Maniek86 還將項目在 GitHub 上開源了出來（https://github.com/maniekx86/M8SBC-486），供大家參考。

一切始于一個“小目標”

回過頭看，Maniek86 最初的想法并不宏大。

他說自己只是想做一塊“能跑 Linux 的復古主板”，然后再跑一下《毀滅戰士》，作為性能和兼容性的驗證標準。畢竟，對硬件玩家來說，“能不能跑 DOOM”堪稱硬件圈的“萬能考題”。

但事情很快開始“失控”。

在不斷完善設計的過程中，Maniek86 發現：只要把 486 的工作方式還原到位，這塊板子就不只是“能跑一個系統”，還能運行其他有趣的軟件。

原本的玩具項目，似乎慢慢變成了一次完整的 PC 復刻實驗。

不是“魔改”，而是從零開始

在項目官網上，Maniek86 分享了做這個項目的起點故事。

2025 年 4 月，Maniek86 在一塊原型板上對自己之前制作的 486 自制電腦做了些優化，但很快發現那臺電腦的規格并不理想，于是決定打造一款更出色的產品。

同年 8 月，他開始利用空閑時間勾勒設計草圖。Maniek86 透露，「在此之前，PCBWay 曾贊助過我的幾個小型項目（比如 ISA 擴展卡），我心想或許可以向他們申請再贊助一個更大規模的項目 —— 沒想到他們欣然同意了！這給了我極大的動力，讓我決心將這個想法徹底落地。」

于是，他真正開始編碼、畫原理圖和設計 PCB。

他也特別強調，這個主板不是基于老舊參考設計改良，而是真正從頭開始設計——包括芯片邏輯、引腳時序以及 BIOS 代碼。

這意味著，他要理解 486 CPU 的總線協議、時鐘邏輯、中斷控制、存儲讀寫時序等諸多底層細節。

可想而知，自制主板既需要扎實的知識儲備，更離不開過硬的技術能力。

在個人博客上，Maniek86 分享了首塊電路板的焊接與測試經歷。

他先從電阻、電容等小型 SMD 元器件入手，再逐一攻克 144 引腳 FPGA 芯片、ATMega128 微控制器等核心部件的高精度焊接，甚至為稀缺的 PGA 插槽想出了用 DIP 插座切割拼接的巧妙方案。

測試階段同樣波折不斷，他遇到過購買的 SRAM 元器件貼標倒置導致的短路、8259 PIC 與 8254 PIT 封裝混淆的設計失誤、中斷控制器缺失造成的 IRQ 線懸空等問題，還通過樹莓派 Pico 自制 JTAG 編程線調試 FPGA，用異丙醇清潔電路板優化穩定性。

好在，他通過臨時添加下拉電阻、自制 PLCC 轉 DIP 適配器等方案，逐一化解難題。

最終，在示波器的輔助下，成功讓 486 CPU 在自制主板上運行起無限循環程序。后續他又實現了 ISA 總線功能，完成 Trident TVGA8900C 等顯卡的初始化，讓主板成功進入文本顯示模式，一步步完成了從硬件焊接、故障排查到基礎功能驗證的全流程突破，為后續運行 DOS、Linux 系統和經典游戲打下了基礎。

“半兼容 PC”——M8SBC-486 主板

這塊板子被命名為M8SBC-486，尺寸只有 150 × 150 mm，比常見的 Mini-ITX 還小一些。

「我將它稱為“半兼容 PC”，因為它與早期標準 x86 架構 PC 有諸多共通之處，但缺少了次級可編程中斷控制器（PIC）和直接內存訪問（DMA）功能。不過根據我在這塊主板上的測試，許多程序在缺少這些功能的情況下依然可以正常運行。」Maniek86 說道。

具體來看，M8SBC-486 的主要配置如下：

• 150 × 150 mm 四層 PCB，自定義孔位設計（尺寸略小于 170 × 170 mm 的 Mini-ITX 標準）

• PGA-168 插槽，支持 5V 供電的 486 處理器

• 當前前端總線（FSB）頻率為 24 MHz，DX2 處理器可運行在 48 MHz

• 當前系統運行在 24 MHz FSB

• Xilinx Spartan II XC2S100 FPGA 作為芯片組（代號 Hamster 1）

• 4 MB SRAM

• 256 KB ROM 用于 BIOS（其中 224 KB 可訪問）

• 8254 可編程定時器（PIT）

• 8259 可編程中斷控制器（PIC）

• 兩個 16 位 ISA 插槽

• PS/2 鍵盤接口（控制器由 FPGA 實現）

• 簡易 CMOS RTC 與 CMOS 存儲（同樣由 FPGA 實現）

• ATMega128 微控制器，用于復位控制、非易失性 CMOS 存儲以及 FPGA 比特流加載
  

系統、游戲，全跑起來了！

盡管 M8SBC-486 仍存在一些局限，比如目前尚未完整支持 ISA 即插即用（PnP）功能和直接內存訪問（DMA），這導致聲卡暫不支持（僅 AdLib 聲卡可能兼容），軟驅控制器也無法使用，但它的實際表現已然超出預期。

操作系統方面，它能順利啟動 MS-DOS、FreeDOS、Linux，其中 MS-DOS 需禁用 HIMEM 內存管理程序，FreeDOS 則可正常搭配 Jemmex、HIMEMX 等內存擴展程序使用。Linux 2.2.26 在經過自定義內核編譯、通過飛線重定向 IDE 中斷請求、配置相關內核參數及使用自定義引導程序后，也能穩定運行。甚至對 Windows 3.1（增強模式）也能部分支持，可啟動并進入桌面實現鍵盤操作，僅鼠標功能無法正常使用。

在軟件與游戲方面，《波斯王子》《德軍總部 3D》《毀滅戰士（FastDOOM）》等經典 DOS 游戲均可流暢運行。

Second Reality 演示程序、FastTracker II 音頻編輯程序、3DBench 系列基準測試工具等也能正常工作，其中 FastTracker II 可通過“PC 揚聲器”的“脈沖調制模式”或并口數模轉換器實現聲音輸出。

更令人驚喜的是，這臺機器還能通過串口進行簡單網絡實驗，甚至搭建 Busybox HTTP 服務，充分證明了其具備部分 PC 兼容性。

項目已開源

M8SBC-486 之所以能引發廣泛關注，很大一部分原因在于它完全開源。

原理圖、PCB 文件、VHDL、BIOS 源代碼，全都放在 GitHub 上。任何人都可以下載、復刻，甚至在此基礎上繼續折騰。社區已經開始貢獻改進代碼、實驗腳本和新想法。

Maniek86 也坦然地表示，這塊板子還有提升空間。未來，他希望進一步增強 PC 兼容性、完善 ISA 擴展，甚至嘗試為其他 x86 CPU 做衍生設計。

這意味著，M8SBC-486 不是一個終點，而是一個開放的平臺，每一次改進都可能帶來新的可能。

參考：

https://maniek86.xyz/projects/m8sbc_486.php

https://www.tomshardware.com/video-games/retro-gaming/the-m8sbc-486-is-an-open-source-intel-486-mobo-built-from-scratch-in-under-6-months-the-original-idea-was-to-achieve-linux-and-doom-compatibility-but-it-achieves-far-more-than-that

https://maniek86.xyz/projects/m8sbc_486_board.php