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OC1 - Optical Computer 1

Catégorie : Déroulement du montage Publication : samedi 7 septembre 2019 Écrit par Super User

 

 

OC 1 - Optical Computer 1 - v0.01

 

 7/09/2019 : ouverture du site OC1.tech

Après plusieurs années d'étude sur les microprocesseurs, j'ouvre ce site de manière à illustrer mes travaux sur une transposition optique d'un microprocesseur.

Je ne sais pas si je serais en mesure de mener à bien ce projet qui nécessite un lot important d'innovations, mais "celui qui ne tente pas ne peut pas réussir"!

Mes premiers pas en informatique ont été fait en 1981 sur ZX81 de Sinclair, sur TI99/4A de Texas instrument et sur C64 de chez Commodore.

J'ai réalisé mon stage de fin d'étude d'ingénieur chez ST Microélectronic à Grenoble et au CEA LETI toujours sur Grenoble.

Je fais de l'électronique depuis plus de 35 ans et je me suis entraîné ces dernières années, sur le montage de petits ordinateur comme le RC2014 à base de Z80 (https://rc2014.co.uk/).

J'ai récemment montée un ordinateur plus élémentaire puisque sans microprocesseur intégré le Gigatron (https://gigatron.io/).

Je reproduis actuellement une architecture encore plus simple et éclatée, le Nand 565 (https://hackaday.io/project/28605-the-nand-565-a-computer-programmed-by-leds).

L'objectif ici étant de mieux maîtriser, afin de mieux les reproduire en optique, des architectures plus éclatées.

Je travaille en parallèle sur l'architecture de mon futur calculateur optique en définissant une architecture évolutive notamment au niveau du bus qui devrait passer d'un bus de 24 bits (version 0.01) à un bus de 32 bits puis 64 bits dans des versions ultérieures.

L'objectif est, dans un premier temps, de reproduire les éléments du Nand 565 et de les reproduire en optique en les remplaçants progressivement.

Je devrai pour cela construire des éléments de liaison hybride (optique/électronique) afin de tester les éléments avec le Nand 565.

Je vais ensuite modifier la structure de Nand 565 en remplaçant les sauts cablés par des sauts programmés via une logique spécifique (un registre incrémenteur).

Pour cela, une des instruction (le nand) du Nand 565 sera supprimée et remplacée par un jump (7 bits add1 si flag=0, 7 bits add2 si flag=1).

Je vais reproduire la ROM de démarrage du Nand 565 avec ses 32 lignes de codes et ses 24 bits programmes par ligne. 

 

ROM en cours de montage:

 

Dans un second temps, l'architecture de départ évoluera pour devenir un processeur 8 bits avec 8 bits de données, 128 adresses codés sur 2X7 bits en lecture et en écriture , 4 instructions (OP code) codées sur 2 bits pour une longueur totale restant à 24 bits (8+7+7+2) Ce changement d'architecture devrait permettre d'accroître significativement les capacités de calcul de ce processeur.

Pour rappel, le Nand 565 est un ordinateur 4 bits qui dispose de 32 lignes de programmes codés sur 24 bits : comprenant 8 registres non codés en lecture et en écriture 2X8 bits), 4 bits de données, 4 bits opérandes non codés, ainsi que des redirections conditionnelle câblées (flag = 0 dir 1, flag = 1 dir 2).

 

J'ai commencé l'assemblage de la ROM et de l'afficheur 7 segments entièrement optique:

 

Je travaille également sur la finalisation de la cellule optique active qui sera la base des fonctions de calcul (Porte Nand, Porte Nor, Porte Not, Buffer et une cellule amplificatrice).

Cet élément de base nécessite un investissement important puisque je vais devoir faire graver un wafer et donc réaliser un masque.

La modélisation de cette cellule est terminé et donne de très bons résultats théoriques. La modélisation est faite à l'aide du logiciel FreeBPM ainsi qu'avec d'autres logiciels.

Les phénomènes physiques exploités étant entièrement interférométriques, la fréquence atteignable d'OC1 devrait dépasser le Tera Hertz.

Dans une premier temps, je vais me contenter de réaliser un ensemble fonctionnel à très basse fréquence afin de démontrer la preuve du concept.

 

24/11/2019:

 

Avancé du montage de la ROM:

La ROM est maintenant complète avec ses 32 lignes.

La ROM est maintenant programmé avec les 26 lignes du calcul

de la suite de Fibonacci modulo 100:

 

30/12/2019

Nand 565 en cours de tests

 

 

Nand "1350" version 8 bits en cours d'assemblage:

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