A
A
  • Angol
  • Magyar
  • 45 perc

Klasszikus PDP-8L számítógép újjáélesztése modern FPGA-val és SD-kártyával

Hogyan éleszthető újjá egy klasszikus PDP-8L számítógép modern FPGA-val és SD-kártyával, miközben megtartjuk a működés eredeti élményét?

Egy különleges projekt kerül bemutatásra, amelynek célja egy régi PDP-8L miniszámítógép bővíthetőségének modernizálása. A hagyományos bővítődobozt kihagyva a fejlesztő saját, FPGA-alapú (mezőprogramozható kapumátrix) áramkörökkel oldja meg, hogy a számítógép újra képes legyen lemez-, szalagos és egyéb perifériák kezelésére, sőt, mindezt modern SD-kártyák használatával teszi lehetővé.

Felmerül a kérdés, hogy milyen lehetőségek állnak egy ilyen rendszer bővítésére: például használható-e Raspberry Pi, BeagleBone, vagy szükséges-e egy komplexebb FPGA-s rendszer? A különféle hardverplatformok összehasonlítása során kiderül, hogy az időzítés és a válaszidő mennyire kritikus tényező – a klasszikus gépek I/O jelei rendkívül gyorsak, ezért döntő szerepet kap az FPGA választása.

Az előadás betekintést nyújt a Verilog hardvertervezési nyelv alapjaiba, és részletesen tárgyalja, hogyan lehet egyszerű logikai kapukból, flip-flopokból és szinkronizált órajelekkel felépített modulokból akár egy processzor vagy perifériaegység működését modellezni és megvalósítani FPGA-ban. Érdekességképpen szó esik a hibakeresés (debug) sajátosságairól is, például az FPGA belső logikai analizátorának használatáról.

Az emulált hardverkörnyezet részletei is körvonalazódnak: hogyan multiplexálódnak az adatvonalak, miképp vezérli az FPGA a buszokat és vezérlőjeleket, illetve milyen kompromisszumokat kell kötni az eredeti architektúrához képest, hogy minden visszafelé kompatibilis maradjon. Vizsgálat alá kerül, milyen módon terjeszthető ki a memória, vagy hogyan kontrollálhatók a frontpanel kapcsolók, miközben a rendszer hűséges marad az eredeti működéshez.

Az egész projekt számos kihívást és tervezési dilemmát vet fel, különös tekintettel a szinkron működésre, időzítésekre, rendszerbővíthetőségre, valamint a klasszikus és modern technológia találkozására. A témák között felmerül az alkatrészek kiválasztásának szempontja, a retrohardverek megőrzése és az új kapcsolódási lehetőségek kialakítása is.