Svenska ElektronikForumet

Hmm, kanske lovade lite för mycket

Blev lite inspirerad av detta (numera döda?) projekt och började titta på alternativet att bygga diskret dator med MOSFET's istället = ingen biasing, direkt inkoppling grind mot grind osv.

Jag började simulera lite enklare grindar och allting funkar bra (LTSpice) men sedan kom det till
att bygga TG's (Transmission Gates) och där tog det stopp.
Det visar sig att man behöver använda FET'ar med substratet kopplat till extern pinne för att få
en korrekt BIAS (antar att man behöver det för att kunna strypa ordentligt). Sådana FETar verkar
inte finnas att köpa i lösa kapslar dock... det närmaste man kommer är gamla 4000-serie-logik (4007 för att vara
mer specifikt) som endast har FETar med anslutningar.

Då tappade jag lite lusten.

Är det någon som vet hur man bygger buffrar/latchar utan TG's ?

/M

Hejsan,

Kul att det är fler som är intresserade!

Nej då, projektet är inte dött ännu. Det går bara på sparlåga då jag har alldeles för mycket annat att göra just nu. Vi står inför en flytt så förhoppningsvis kommer det igång igen till sommaren då den nya verkstan är klar.

Jag har också kollat en del på FET'ar istället för BJT. Kretsarna blir mycket enklare och använder mindre komponenter. I dagsläget har jag byggt upp en 181'a med FET'ar och gjort en del simuleringar. Jag har även byggt en liten NAND-grind IRL. Jag använder 2N7000 och VP2106 då dessa är hyfsat billiga och lätta att få tag i. Jag har gjort lite små tester på NAND grinden, bland annat hur snabbt den kan växla mellan hög och låg och det landade runt 100KHz. P2P designen är naturligtvis inte lämpad för högfrekventa grejor men den är trevlig att titta på.
Jag får se hur det blir med layouten. Det hade varit väldigt kul att göra en P2P men jag har en känsla av att det kommer medföra en hel del bekymmer.

Sikmeister skrev:Jag sprang på den här för ett tag sen: RTL Cookbook.

Den får väl ses som den definitiva referensen för ett sånt här bygge. Anmärkningsvärt är de lågohmiga basmotstånden på bara 470 ohm i förhållande till kollektormotstånden på 640 ohm. Om detta beror på att transistorerna hade låg förstärkning eller om det var för att uppnå högre hastigheter eller något annat vågar jag inte svara på. Någon vidare fan-out blir det iallafall inte.

Edit: Om man kollar på sida 86 kan man se att strömförstärkningsfaktorn verkar ligga runt 60-80. Varje grind drar runt 5 mA vid 3,6 V, vilket kan ge en fingervisning för en RTL-dators totala effektförbrukning.

Hursomhelst är det ett intressant och ambitiöst projekt av den typen de flesta nog har drömt om men aldrig kommit sig för att starta eller insett att man aldrig skulle klara av att slutföra.

Länken verkar ha hunnit paja på några månader, och jag hittar inte den på annat ställe heller (men jag är kanske dålig på att söka). Därför gissar jag hur kopplingen är gjord, enkelt med bara transistor, basmotstånd och kollektormostånd utan något mer.

De lågohmiga motstånden är nog för att motarbeta kapacitans och få bättre hastigheter.

5 volt över 680 ohm ger en kollektorström på max knappt 7,4mA. Med en strömförstärkning på t.ex. 100 så går det åt en basström på minst 74µA för att garanterat bottna transistorn. 74µA genom 470 ohm ger att det behövs minst 35mV spänningsfall över basmotståndet. Med andra ord räcker det med 0,8V eller liknande för att få en säker etta. Det ger 4,2V över kollektormotståndet på föregående grind vilket motsvarar drygt 6mA i 680 ohm. Med 6mA genom föregående grinds utgångsmotstånd och 74µA genom basmotståndet på varje efterföljande grind så får man en fan-out på 6mA / 74µA = ca 81.

Inte så illa, eller har jag räknat/tänkt fel?

En poäng med låga basmotstånd och högre kollektormotstånd är att det blir inte så stora spänningsändringar utan mer en slags strömdrivning och den motstår oönskad kapacitans mycket bättre. Nackdelen är att den har svårare att motstå induktans, så man bör nog tänka sig för när det gäller långa bussar eller allmänt långa ledningar med relativt hög hastighet.

Filen verkar ha bytt namn en smula, men ligger kvar: http://www.tinaja.com/ebooks/rtlcb.pdf

Dina beräkningar ser ut att stämma, förutom att man använder 3,6 V matningsspänning, så man hamnar snarare på 50-60.
I boken skriver man om "loading number" på in- och utgångar. En ingång har "3" och en utgång har "16", vilket betyder att man kan koppla in 5 ingångar till en utgång. Vilka kriterer man har använt för att komma fram till det vet jag inte.

Jag erkänner att jag inte räknade så noga på fan-out i somras, utan reflekterade bara över att basmotstånden såg lågohmiga ut. När jag använder transistorer hamnar de ofta i storleksordningen några kiloohm, men då brukar jag sällan koppla flera transistorinverterare efter varandra :).

DataSAAB byggde logikkretsar kring trissor i sina första maskiner, D21. Där hade man gjort moduler med en grind/funktion i varje och dessa placerades sedan på större kort med kontakter, eller om de löddes.



http://www.datasaab.se/Bildarkiv/D21/d21.htm

Min strategi skulle vara att göra alla logikfunktioner i form av 'snippets' i Altium,
Kanske även mer komplicerade logikblock. En snippet innehåller både schema och
routing för funktionen i fråga.

Därefter ta en standardiserad cpu-design e.g. 4bit ALU mm och sedan ploppa ut en
dator. Med CMOS-transistorer skulle det bli rimligt kompakt, ytmonterbart och trevligt.

Men som sagt, det saknas några viktiga CMOS-typer för att göra detta. Efterlyser fortfarande
en Transmission-Gate design baserad på vanliga NMOS/PMOS. Någon som har ett bra designförslag ?

/M

Imponerande data på D21:

100 000 sexsiffriga additioner per sekund, ändå ryms den i ett vanligt vardagsrum

Sikmeister: tack för rättad länk!

soundbrigade: Fräckt!

TomasL: Klart den ryms i ett vanligt vardagsrum, den är ju heltransistoriserad