Czy można zbudować komputer (Turing zakończony) przy użyciu tylko logiki diodowej bez tranzystorów? Wiem, że DTL było czymś, ale z tego, co mogłem powiedzieć, użyli tranzystorów do wzmocnienia sygnałów.
Podejrzewam, że problem nie byłby w stanie wykonać bramki NOT za pomocą diod. Ciekawie będzie usłyszeć, czy istnieją jakieś „obejścia tego”.
PeterJ
Odpowiedzi:
9
Z pewnością możliwe jest stworzenie komputera bez tranzystorów, wykorzystującego logikę diodową do większości funkcji. Wszystkie komputery sprzed 1953 r. Unikały tranzystorów, a niektóre z tych intensywnie wykorzystywanych układów logicznych diod.
Ale w końcu potrzebujesz jakiejś formy wzmocnienia i inwersji.
Odwrócenie można łatwo osiągnąć za pomocą transformatorów (przynajmniej jeśli przepuszczasz dyskretne impulsy zamiast ciągłych poziomów logicznych przez logikę. Było to powszechne w latach 40. i 50.) - po prostu zamień połączenia uzwojenia wtórnego.
Wzmocnienie: zakładając, że wykluczyłeś zawory (lampy próżniowe) oraz tranzystory, masz ograniczone możliwości. Przekaźniki są oczywistym wyborem dla częstotliwości taktowania do kilku Hz. Ponadto istnieją sztuczki, w które można grać na transformatorach, aby wzmocnić zmiany prądu za pomocą mniejszych prądów w innych uzwojeniach, aby wprowadzić i wyładować ich rdzenie. Nigdy nie słyszałem o nikim, kto wykorzystuje tę formę „wzmacniacza magnetycznego” do obliczeń, więc może to nie być możliwe.
Z drugiej strony Elliot 803 był komputerem tranzystorowym, ale zaimplementował swoje funkcje logiczne za pomocą rdzeni magnetycznych, z tylko jednym tranzystorem na bramkę, aby zapewnić wzmocnienie.
Niemożliwy. Bez diod i przypuszczam, że zezwalasz na rezystory, poziomy wyjściowe dowolnej części logiki będą obejmowały mniejszy zakres niż poziomy wejściowe. Spadające napięcia do przodu sumują się, dopóki nie będzie sygnału. Wzmocnienie musi być w każdej bramie, a przynajmniej w wielu miejscach.
Największym ogranicznikiem show jest jednak to, że przy użyciu samych diod nie byłoby sposobu na odwrócenie sygnału. Oznacza to, że nie ma bramek XOR, pół-sumatorów i pełnych sumatorów, nie ma możliwości sprawdzenia, czy dwa bity są takie same lub różne. Trzeba byłoby zaprojektować obwód diodowy, w którym jeśli wejście wzrośnie, wyjście spadnie, a przynajmniej o tyle, ile wzrośnie wejście.
Wreszcie nie będzie sposobu na przechowywanie. Musi być jakiś sposób na utrzymanie stanu, taki jak licznik programu, rejestry, stosy wywołań lub coś równoważnego. Klapki są łatwe do wykonania dzięki połączonym krzyżowo bramkom NOR lub NAND. Ale nie mamy tych w czystej logice diodowej.
To powiedziawszy, nie oznacza to, że odrobina logiki diodowej nie jest pomocna. Kilka diod może zrobić tanią małą bramkę OR w obwodzie TTL, jeśli zostanie to zrobione poprawnie, oszczędzając układ, który może być wykorzystany tylko w 1/4. (W rzeczywistości miałem projekt z dwiema diodami OR w moim projekcie Science Fair przed laty).
Teraz, ponieważ uzyskanie większych napięć i odwrócenie sygnałów jest ważne, zaczynam się zastanawiać - jeśli pozwolisz na cewki indukcyjne, możesz odwracać napięcia i tworzyć napięcia poza zakresem wejść. Chociaż wciąż są to elementy pasywne, tracąc w ten sposób energię na każdym kroku, zastanawiam się, czy nie byłoby fajnie zastanawiać się nad logiką diodowo-cewkową ...?
Pracowałem nad bramką z rezystorem diodowym, którą nazywam Light Logic, i za pomocą jednej bramki mogę stworzyć wszystkie osiem podstawowych bramek, bufor, NOT, AND, NAND, OR, NOR, XOR i XNOR. Mój projekt jest opublikowany w Hackaday as, ODDYCHAJĄC KROK ŚWIATŁA NA NIEKTÓREJ LOGIKI. Nie szybko, ale dowodzi, że DRL może zrobić wszystko, jeśli ludzie nie ograniczają się do sygnalizowania diod i rezystorów. Myśl poza pudełkiem. Zasadniczo bramka Light Logic to dioda LED sprzężona z fotorezystorem / LDR. Ta kombinacja działa jak przełącznik podobnie jak tranzystor NPN. Diody wejściowe 1N914 są podłączone przed diodą LED, a zasilanie i wyjście są podłączone do LDR podobnie jak brama DTL. To prawda, że LDR ma wyraźny czas reakcji, ale jest to nowy sposób tworzenia bram, a moim celem jest w 100 procentach tranzystor i procesor bez przekaźników. Skieruj, chroń światło rozproszone przed ekspozycją na LDR.
To trudne pytanie. Wiem, że bramki „ORAZ” mogą być wykonane z diod i że przekaźniki z pojedynczym pociągnięciem i podwójnym rzutem mogą zapewnić odwrócenie i wzmocnienie. Wygląda na to, że jest to możliwe (teoretycznie)! Należy jednak zauważyć, że logika diodowa nie może działać jako bezpośredni zamiennik normalnej logiki tranzystorowej w większości scenariuszy, ponieważ wykorzystuje ścieżkę do uziemienia zamiast wysokiego napięcia wejściowego (lub niskiego, jak w przypadku tranzystora PNP). W każdym razie powodzenia!
Odpowiedzi:
Z pewnością możliwe jest stworzenie komputera bez tranzystorów, wykorzystującego logikę diodową do większości funkcji. Wszystkie komputery sprzed 1953 r. Unikały tranzystorów, a niektóre z tych intensywnie wykorzystywanych układów logicznych diod.
Ale w końcu potrzebujesz jakiejś formy wzmocnienia i inwersji.
Odwrócenie można łatwo osiągnąć za pomocą transformatorów (przynajmniej jeśli przepuszczasz dyskretne impulsy zamiast ciągłych poziomów logicznych przez logikę. Było to powszechne w latach 40. i 50.) - po prostu zamień połączenia uzwojenia wtórnego.
Wzmocnienie: zakładając, że wykluczyłeś zawory (lampy próżniowe) oraz tranzystory, masz ograniczone możliwości. Przekaźniki są oczywistym wyborem dla częstotliwości taktowania do kilku Hz. Ponadto istnieją sztuczki, w które można grać na transformatorach, aby wzmocnić zmiany prądu za pomocą mniejszych prądów w innych uzwojeniach, aby wprowadzić i wyładować ich rdzenie. Nigdy nie słyszałem o nikim, kto wykorzystuje tę formę „wzmacniacza magnetycznego” do obliczeń, więc może to nie być możliwe.
Z drugiej strony Elliot 803 był komputerem tranzystorowym, ale zaimplementował swoje funkcje logiczne za pomocą rdzeni magnetycznych, z tylko jednym tranzystorem na bramkę, aby zapewnić wzmocnienie.
źródło
Niemożliwy. Bez diod i przypuszczam, że zezwalasz na rezystory, poziomy wyjściowe dowolnej części logiki będą obejmowały mniejszy zakres niż poziomy wejściowe. Spadające napięcia do przodu sumują się, dopóki nie będzie sygnału. Wzmocnienie musi być w każdej bramie, a przynajmniej w wielu miejscach.
Największym ogranicznikiem show jest jednak to, że przy użyciu samych diod nie byłoby sposobu na odwrócenie sygnału. Oznacza to, że nie ma bramek XOR, pół-sumatorów i pełnych sumatorów, nie ma możliwości sprawdzenia, czy dwa bity są takie same lub różne. Trzeba byłoby zaprojektować obwód diodowy, w którym jeśli wejście wzrośnie, wyjście spadnie, a przynajmniej o tyle, ile wzrośnie wejście.
Wreszcie nie będzie sposobu na przechowywanie. Musi być jakiś sposób na utrzymanie stanu, taki jak licznik programu, rejestry, stosy wywołań lub coś równoważnego. Klapki są łatwe do wykonania dzięki połączonym krzyżowo bramkom NOR lub NAND. Ale nie mamy tych w czystej logice diodowej.
To powiedziawszy, nie oznacza to, że odrobina logiki diodowej nie jest pomocna. Kilka diod może zrobić tanią małą bramkę OR w obwodzie TTL, jeśli zostanie to zrobione poprawnie, oszczędzając układ, który może być wykorzystany tylko w 1/4. (W rzeczywistości miałem projekt z dwiema diodami OR w moim projekcie Science Fair przed laty).
Teraz, ponieważ uzyskanie większych napięć i odwrócenie sygnałów jest ważne, zaczynam się zastanawiać - jeśli pozwolisz na cewki indukcyjne, możesz odwracać napięcia i tworzyć napięcia poza zakresem wejść. Chociaż wciąż są to elementy pasywne, tracąc w ten sposób energię na każdym kroku, zastanawiam się, czy nie byłoby fajnie zastanawiać się nad logiką diodowo-cewkową ...?
źródło
Pracowałem nad bramką z rezystorem diodowym, którą nazywam Light Logic, i za pomocą jednej bramki mogę stworzyć wszystkie osiem podstawowych bramek, bufor, NOT, AND, NAND, OR, NOR, XOR i XNOR. Mój projekt jest opublikowany w Hackaday as, ODDYCHAJĄC KROK ŚWIATŁA NA NIEKTÓREJ LOGIKI. Nie szybko, ale dowodzi, że DRL może zrobić wszystko, jeśli ludzie nie ograniczają się do sygnalizowania diod i rezystorów. Myśl poza pudełkiem. Zasadniczo bramka Light Logic to dioda LED sprzężona z fotorezystorem / LDR. Ta kombinacja działa jak przełącznik podobnie jak tranzystor NPN. Diody wejściowe 1N914 są podłączone przed diodą LED, a zasilanie i wyjście są podłączone do LDR podobnie jak brama DTL. To prawda, że LDR ma wyraźny czas reakcji, ale jest to nowy sposób tworzenia bram, a moim celem jest w 100 procentach tranzystor i procesor bez przekaźników. Skieruj, chroń światło rozproszone przed ekspozycją na LDR.
źródło
To trudne pytanie. Wiem, że bramki „ORAZ” mogą być wykonane z diod i że przekaźniki z pojedynczym pociągnięciem i podwójnym rzutem mogą zapewnić odwrócenie i wzmocnienie. Wygląda na to, że jest to możliwe (teoretycznie)! Należy jednak zauważyć, że logika diodowa nie może działać jako bezpośredni zamiennik normalnej logiki tranzystorowej w większości scenariuszy, ponieważ wykorzystuje ścieżkę do uziemienia zamiast wysokiego napięcia wejściowego (lub niskiego, jak w przypadku tranzystora PNP). W każdym razie powodzenia!
źródło