Hackaday Prize 2023: 릴레이 ALU 구축

Nov 25, 2023

무언가를 진정으로 이해하려면 처음부터 직접 구축해야 한다는 조언에는 많은 진실이 있습니다. 이것이 2023 Hackaday Prize의 리엔지니어링 교육 부문에 [Christian]이 출품한 아이디어입니다. 교육용 시연용으로 제작된 이 장치는 개별 릴레이를 사용하는 완전한 산술 논리 장치(ALU)입니다. 고밀도 유형도 아니고 크고 경적을 울리는 투명 케이스 종류입니다.

디자인은 기능 라인을 따라 깔끔하고 의도적으로 분할되었으며, 4개의 맞춤형 PCB 디자인이 있으며 각 보드는 4비트에서 작동합니다. 바이트 길이의 단어를 처리하기 위해 보드는 단순히 계단식으로 연결되어 총 8개가 됩니다. 레지스터, 가산기, 논리 기능 및 멀티플렉스 보드는 시각화(편의를 위해 Arduino 사용) 및 인터페이스를 형성하는 IO를 위한 추가 2개의 맞춤형 보드를 갖춘 빌드의 핵심입니다. 결국, 기본 CPU는 ALU일 뿐이며 이를 둘러싼 일부 제어 기능은 실제로 ALU에 있습니다.

두 피연산자 {A, B}에 대해 작동하는 기본 논리 연산은 A, ~A, B, ~B, A 또는 B, A 및 B, A xor B이며 비트당 4개의 릴레이로 계산할 수 있습니다. 논리 출력은 출력 레지스터에 공급되기 전에 7-to-1 비트 선택기에 공급되어야 하지만 이는 별도 보드의 작업입니다. 가산기 기능은 가장 기본적이며, 캐리 입력의 연결을 처리하고 캐리 체인 출력을 생성하는 반가산기 쌍과 OR 게이트로 구성됩니다.

3D 프린팅된 케이블 배선은 터치감이 좋으며 모든 케이블을 하나로 묶는 매끄러운 배선 작업이 가능합니다.

보다 완전한 릴레이 기반 CPU를 원한다면 이 놀랍도록 세련된 빌드는 말할 것도 없고 MERCIA 릴레이 컴퓨터 프로젝트를 확인해 보세요.