1-битный процессор микрокода на эмиттерно-связанной логике?
Moderator: Shaos
Re: 1-битный процессор микрокода на эмиттерно-связанной логи
и какой же емкости будет ПЗУ по Вашим прикидкам (в кбит) и сколько элементов в одной ячейке ? (схему приведите).
-
- Fanat
- Posts: 99
- Joined: 09 Jun 2022 07:49
Re: 1-битный процессор микрокода на эмиттерно-связанной логи
Нету схемы, я же умозрительно ещё размышляю
Возможно, микропрограмма для эмуляции RISC-V вообще обойдётся ~128 битами. Сейчас всё ещё смотрю как там архитектура устроена целочисленная, и выходит что смогу уложиться. Там всего-ничего нужно: 4-битное ALU многотактное (как в Z80), мультиплексоры коммутировать правильным образом и регистры забивать чтобы в "медленную" память за данными и командами RISC-V ходить
Как-то так
Возможно, микропрограмма для эмуляции RISC-V вообще обойдётся ~128 битами. Сейчас всё ещё смотрю как там архитектура устроена целочисленная, и выходит что смогу уложиться. Там всего-ничего нужно: 4-битное ALU многотактное (как в Z80), мультиплексоры коммутировать правильным образом и регистры забивать чтобы в "медленную" память за данными и командами RISC-V ходить
Как-то так
-
- Fanat
- Posts: 99
- Joined: 09 Jun 2022 07:49
Re: 1-битный процессор микрокода на эмиттерно-связанной логи
Закончил делать 4-битное АЛУ. Ничего лучше чем аналог 74181 изобрести, естественно, не получится. Но сделал пару мелких оптимизаций, связанных с выгодностью мультиплексоров в ряде случаев, по сравнению с обычными вентилями.
Да, решил сделать быстрый перенос, пусть будет - жалко терять скорость
Приступаю к самому интересному - блоку управления потоком выполнения
Да, решил сделать быстрый перенос, пусть будет - жалко терять скорость
Приступаю к самому интересному - блоку управления потоком выполнения
- Attachments
- 4bitalu.7z
- 4bi ALU design, Logisim
- (6.48 KiB) Downloaded 332 times
- 4 bit alu, optimized for ECL circuits
- 4bitalu.png (25.89 KiB) Viewed 13378 times
Last edited by belfegor96 on 15 Mar 2023 20:07, edited 1 time in total.
Re: 1-битный процессор микрокода на эмиттерно-связанной логи
'Закончил делать 4-битное АЛУ'
вроде начинали делать '1-битный процессор', а АЛУ 4-битное.
А чем 181-е 500, 1500 серий не понравились ?
вроде начинали делать '1-битный процессор', а АЛУ 4-битное.
А чем 181-е 500, 1500 серий не понравились ?
-
- Fanat
- Posts: 99
- Joined: 09 Jun 2022 07:49
Re: 1-битный процессор микрокода на эмиттерно-связанной логи
Да, 4 бита выгоднее в том плане что они не сильно сложнее в плане расхода транзисторов, но 4-кратное прибавление скорости это выглядит сильно критичным. Потому что архитектура 32-битная, а значит даже 4-битные нибблы надо будет 8 раз повторно тилибонькать: на огромной для схемы на дискретных транзисторах частоте 100 МГц при 4-битной внутренней архитектуре обработка одного 32-битного значения будет вестись лишь на 12.5 МГц, а для однобитного же - ужасно медленные 3.125 МГц!
Плюс, 4 бита это хорошая намётка к переходу на 8 или 16 бит если вдруг захочется (с 1 бита это делать сложнее)
А также 4 бита, по сравнению с 1 битом хороши тем, что произойдёт некоторая экономия на мультиплексорах - они там из двух частей будут состоять, из "драйвера" и "исполнителя" (аналог из мира реле: одна катушка и множественные контактные группы)
По поводу готовых микросхем: у ЭСЛ немного другая схемотехника. Ну а главная проблема в том что, они уже готовые - это не интересно! При цене SMD транзисторов по цене пыли из-за батареи интереснее самому сделать отдельные маленькие платки 4-битных мультиплексоров и регистров, и из них собрать АЛУ. Уверен что материалы будут тупо дешевле, ну а трудозатраты... Это же хобби! В любом случае, можно будет и на микросхемах, из логики Logisim это не составит труда сообразить.
Вот бы где-нибудь разжиться тысячей олдовых оранжевых КТ315!
Плюс, 4 бита это хорошая намётка к переходу на 8 или 16 бит если вдруг захочется (с 1 бита это делать сложнее)
А также 4 бита, по сравнению с 1 битом хороши тем, что произойдёт некоторая экономия на мультиплексорах - они там из двух частей будут состоять, из "драйвера" и "исполнителя" (аналог из мира реле: одна катушка и множественные контактные группы)
По поводу готовых микросхем: у ЭСЛ немного другая схемотехника. Ну а главная проблема в том что, они уже готовые - это не интересно! При цене SMD транзисторов по цене пыли из-за батареи интереснее самому сделать отдельные маленькие платки 4-битных мультиплексоров и регистров, и из них собрать АЛУ. Уверен что материалы будут тупо дешевле, ну а трудозатраты... Это же хобби! В любом случае, можно будет и на микросхемах, из логики Logisim это не составит труда сообразить.
Вот бы где-нибудь разжиться тысячей олдовых оранжевых КТ315!
Re: 1-битный процессор микрокода на эмиттерно-связанной логи
Может быть, вам всё же разжиться тысячей КТ315 в SMD исполнении?belfegor96 wrote:При цене SMD транзисторов по цене пыли ...
...
Вот бы где-нибудь разжиться тысячей олдовых оранжевых КТ315!
В последний раз я покупал КТ315 - они уже не были оранжевые и корпус другой.
А в SMD исполнении я их аналог вам подсказать могу.
iLavr
-
- Fanat
- Posts: 99
- Joined: 09 Jun 2022 07:49
Re: 1-битный процессор микрокода на эмиттерно-связанной логи
Так я и говорю: надо оригинальные, с душой которые!Lavr wrote:Может быть, вам всё же разжиться тысячей КТ315 в SMD исполнении?belfegor96 wrote:При цене SMD транзисторов по цене пыли ...
...
Вот бы где-нибудь разжиться тысячей олдовых оранжевых КТ315!
В последний раз я покупал КТ315 - они уже не были оранжевые и корпус другой.
А в SMD исполнении я их аналог вам подсказать могу.
Иначе если в корпусе sot-23 то получается что лучше взять маломощные радиочастотные, с ними быстрее работать будет
Re: 1-битный процессор микрокода на эмиттерно-связанной логи
КТ в другом корпусе это с вероятностью 99.9% перемаркированные буржуйские (aka "импортозамещение")
нам роднее оранжевенькие (см.ниже) или жолтенькие или на худой конец зелёнинькие
нам роднее оранжевенькие (см.ниже) или жолтенькие или на худой конец зелёнинькие
- Attachments
- KT315B.jpg (463.59 KiB) Viewed 13244 times
Я тут за главного - если что шлите мыло на me собака shaos точка net
-
- Fanat
- Posts: 99
- Joined: 09 Jun 2022 07:49
Re: 1-битный процессор микрокода на эмиттерно-связанной логи
Вы думали я бросил? А я не бросил!
Итак. Оказывается, можно соединять токовые каскоды вплоть до 10 штук! Оптимально получается три, тогда всякая логика типа сумматоров получается в одной ячейке. Правда, надо не забывать о том что в таком случае логические уровни становятся свои собственные для каждого "этажа". При этом размах сигнала уменьшается, теперь он всего 0.2 В!
Передрал схему из патента IBM US5250860
В QUCS-S на 1ГГц работает. Потребление одного элемента около 10 мА. Теперь надо сделать в железе. Нужен тактовый генератор как минимум, и какой-нибудь триггер-делитель частоты, например. Запустить и посмотреть вживую
Итак. Оказывается, можно соединять токовые каскоды вплоть до 10 штук! Оптимально получается три, тогда всякая логика типа сумматоров получается в одной ячейке. Правда, надо не забывать о том что в таком случае логические уровни становятся свои собственные для каждого "этажа". При этом размах сигнала уменьшается, теперь он всего 0.2 В!
Передрал схему из патента IBM US5250860
В QUCS-S на 1ГГц работает. Потребление одного элемента около 10 мА. Теперь надо сделать в железе. Нужен тактовый генератор как минимум, и какой-нибудь триггер-делитель частоты, например. Запустить и посмотреть вживую
- Attachments
- Элемент XOR. В горизонтальных квадратных блоках одинаковые дифференциальные транзисторные каскады. В вертикальных - эмиттерный повторитель и "сдвигатель уровня"
- circ2.png (9.6 KiB) Viewed 12303 times
- Испытание трёхвходового элемента XOR
- circ1.png (15.24 KiB) Viewed 12303 times
-
- Fanat
- Posts: 99
- Joined: 09 Jun 2022 07:49
Re: 1-битный процессор микрокода на эмиттерно-связанной логи
Дешевле чем 2 транзистора + 3 резистора индикацию изобрести не удалось.
И придётся делать отдельное питание для индикации (ну чисто БЭСМ-6!)
Зато если добавить 50-100-омные резисторы на вход блочков индикации, то можно эту цветомузыку просто отключить вместе с питанием LED - фронты не пострадают
И придётся делать отдельное питание для индикации (ну чисто БЭСМ-6!)
Зато если добавить 50-100-омные резисторы на вход блочков индикации, то можно эту цветомузыку просто отключить вместе с питанием LED - фронты не пострадают
- Attachments
- dcs.7z
- Бэкап схем QUCS (на всякий случай)
- (430.66 KiB) Downloaded 298 times
- Схема индикации - питание LED отключено
- indi.png (21.18 KiB) Viewed 12273 times
- Схема индикации
- indi.png (21.11 KiB) Viewed 12273 times
-
- Fanat
- Posts: 99
- Joined: 09 Jun 2022 07:49
Re: 1-битный процессор микрокода на эмиттерно-связанной логи
Нигде не могу найти схему тактового генератора от CDC 6600 или от БЭСМ-6. Хочу подсмотреть как правильно делать.
Мультивибратор "в чистом виде" не подходит - насыщение происходит у него, частоты нужные не выдаёт
Мультивибратор "в чистом виде" не подходит - насыщение происходит у него, частоты нужные не выдаёт
-
- Fanat
- Posts: 99
- Joined: 09 Jun 2022 07:49
Re: 1-битный процессор микрокода на эмиттерно-связанной логи
Ненасыщающийся мультивибратор готов!belfegor96 wrote:Нигде не могу найти схему тактового генератора от CDC 6600 или от БЭСМ-6. Хочу подсмотреть как правильно делать.
Мультивибратор "в чистом виде" не подходит - насыщение происходит у него, частоты нужные не выдаёт
Конденсатор задаёт частоту, резистор R25 - скважность
Работает идеально, но теперь надо повысить частоту до 1 гигагерца
- Attachments
- Ненасыщающийся мультивибратор / Non-saturated multivibrator
- multivibrator.png (25.45 KiB) Viewed 12206 times
-
- Fanat
- Posts: 99
- Joined: 09 Jun 2022 07:49
Re: 1-битный процессор микрокода на эмиттерно-связанной логи
Переделал токовое зеркало чтобы номиналы резисторов одинаковые были - меньше будет возможной путаницы
- Attachments
- Токовое зеркало с одинаковыми резисторами
- current_mirror.png (8.77 KiB) Viewed 12205 times
-
- Fanat
- Posts: 99
- Joined: 09 Jun 2022 07:49
Re: 1-битный процессор микрокода на эмиттерно-связанной логи
Около 60 МГц - дальше внутренние фронты генератора слизываются и мультивибратор превращается в простой генератор синуса
Не пойму почему, точно не конденсатор виновник - пробовал заменить на идеальный
Наверное надо усиление транзисторов уменьшать?
Штош, можно ещё попробовать обычный генератор синуса и с него на дифф-пару подать
Не пойму почему, точно не конденсатор виновник - пробовал заменить на идеальный
Наверное надо усиление транзисторов уменьшать?
Штош, можно ещё попробовать обычный генератор синуса и с него на дифф-пару подать
- Attachments
- 60 МГц мультивибратор / 60 MHz multivibrator
- multivibrator.png (95.84 KiB) Viewed 12162 times
-
- Fanat
- Posts: 99
- Joined: 09 Jun 2022 07:49
Re: 1-битный процессор микрокода на эмиттерно-связанной логи
80 МГц! На удивление, работает устойчиво, это не была вчистую "подгонка под симулятор"
Но дальше будто упирается в какое-то ограничение, как не уменьшаю ёмкость и не повышаю зарядный ток, но частота всё равно не повышается.
Причём, если понижать ёмкость меньше 1 пФ то оно перестаёт вычислять симуляцию. Приходится делать несколько последовательных конденсаторов. Видимо, где-то тут пределы возможностей ngspice
Ну и нормально, этого хватит
Дальше остались конвертеры CMOS -> DCTL и обратно
Но дальше будто упирается в какое-то ограничение, как не уменьшаю ёмкость и не повышаю зарядный ток, но частота всё равно не повышается.
Причём, если понижать ёмкость меньше 1 пФ то оно перестаёт вычислять симуляцию. Приходится делать несколько последовательных конденсаторов. Видимо, где-то тут пределы возможностей ngspice
Ну и нормально, этого хватит
Дальше остались конвертеры CMOS -> DCTL и обратно
- Attachments
- Мультивибратор, 80 МГц
- multivibrator_100MHz.png (43.53 KiB) Viewed 12145 times