Présentation du projet Discrete6502
Le processeur MOS 6502, utilisé dans les ordinateurs Apple II, Commodore 64, NES et BBC Micro, a été reconstruit à partir de composants individuels. Ce projet, appelé Discrete6502, utilise environ 3 500 transistors, 1 023 résistances et d'autres composants pour recréer le circuit d'origine sur une carte de la taille d'une feuille A4.
Fonctionnement et architecture
Le processeur Discrete6502 utilise la même logique dynamique NMOS que le 6502 d'origine, mais avec des composants plus grands et plus lents. Chaque transistor est placé à la coordonnée correspondante sur la carte, reproduisant le plan d'origine du circuit intégré. Les résistances et les condensateurs sont situés sur le dos de la carte, tandis que les transistors et les LED sont sur le devant.
Le décodeur d'instructions, les registres et l'unité arithmétique et logique (ALU) sont disposés de manière à refléter leur organisation d'origine sur le silicium. Les 36 broches d'or sont positionnées aux mêmes endroits que les broches de connexion d'origine, permettant une connexion facile à un système externe.
Implémentation et vérification
Pour recréer le comportement du 6502, le projet utilise des résistances pour simuler les transistors de charge de dépletion, et des paires de transistors pour les portes de passage. La carte contient environ 5 421 composants et 8 421 connexions, ce qui rend impossible la création d'un schéma manuel. Au lieu de cela, chaque étape est générée par script, permettant une régénération complète de la carte à partir des données sources.
La vérification de la carte se fait en exécutant un programme de test sur la carte et en comparant les résultats avec ceux obtenus sur le circuit d'origine. Si les signaux et les cycles ne correspondent pas, les changements sont rejetés. Une fois la carte validée, elle peut être utilisée avec un Raspberry Pi Pico 2 W pour fournir l'horloge et la mémoire nécessaires à son fonctionnement.
Spécifications et statut
Le projet Discrete6502 est terminé, avec une conception finale et un package de fabrication prêt. Cependant, comme nothing n'a encore été testé physiquement, il reste des risques potentiels liés à la logique dynamique et à l'effet de démarrage. Le premier test de mise sous tension sera le véritable test de la carte.
778 des transistors passent des signaux dans les deux sens, ce qui est impossible avec une partie à 3 terminaux. Chacun devient une paire de transistors dos à dos — 1 556 transistors effectuant le travail de 778 transistors.
