Frank Duggan : Micro architecture et rêve d'accéder au MIT

November 27, 2017 Judy Warner

Découvrez BEEBA, réalisé par Frank Duggan et son père lors de la NYC Maker Faire

Découvrez BEEBA, réalisé par Frank Duggan et son père lors de la NYC Maker Faire

 

Judy Warner : Quelle a été votre première motivation pour développer votre propre micro architecture en utilisant la logique discrète ?

 

Frank Duggan : Sans vraiment en connaître les détails, c’est quelque chose que je voulais faire depuis tout petit. J’adorais jouer avec mon kit électronique Snap Circuits et me créer divers défis qui consistaient à créer des circuits ayant des propriétés différentes. À un moment donné, j’ai décidé que la construction d’un ordinateur était l’ultime défi, probablement parce que je trouvais les ordinateurs très mystérieux, et que j'en ai alors conclu que, si je ne comprenais pas comment ils pouvaient marcher, c'est qu'ils devaient être très difficiles à concevoir.

 

J. Warner : Avez-vous déjà fait de la programmation en langage d'assemblage pour un autre appareil ? Si oui, y a-t-il des choses que vous avez voulu changer et pourquoi ?

 

F. Duggan : Je n’ai jamais fait de programmation sur d'autres langages d'assemblage, même si j'ai quelques connaissances sur ARM. Quand je travaillais sur le langage d'assemblage de BEEBA, je n'ai pas tenu compte des conceptions de langage d'assemblage existantes. Je me suis contenté de regarder le jeu d'instructions du hardware et j'ai conçu une manière de les représenter en texte.

 

J. Warner : Quel a été la plus grosse difficulté lors du développement de la Rev 2 de BEEBA ?

 

BEEBA

BEEBA

 

F. Duggan : La plus grosse difficulté était de concevoir le décodeur d’instructions. Il fallait que je trouve le moyen de diviser et répéter en boucle les opérations. Les instructions en 16 bits ne sont pas assez étendues pour spécifier une instruction permettant d'accéder à une adresse de données à lire afin de décider ou non d'y accéder. Après quelque réflexion, j’ai trouvé une solution qui fonctionne au sein du système, qui consiste à copier des données d’un endroit à un autre. Trois adresses utilisables en écriture servent de tampon pour la position d'une instruction. Un quatrième emplacement inscriptible est utilisé pour décider ou non d'accéder à la position en tampon. Lorsqu’un nombre impair est envoyé à cette adresse, l’ordinateur copie l’emplacement de la mémoire tampon dans le compteur du programme. Quand un nombre pair est envoyé à cette adresse, l’ordinateur ne fait rien et procède à l’instruction suivante dans la séquence. L'implémentation électronique de ce système était simple, et pouvait s’intégrer dans l’espace restreint de la carte du décodeur d'instructions.

 

J. Warner : Quelles techniques avez-vous utilisées pour déboguer la carte ?

 

F. Duggan : J’ai utilisé des fils de raccordement pour relier l’ordinateur à une platine d'expérimentation pour pouvoir les tester individuellement. Parfois, j’ai raccordé une seule carte de l’ordinateur, parfois plusieurs. J’ai trouvé une erreur dans la carte du registre général : en effet, le système lisait des adresses de lecture/écriture à l'envers. Puisque j'avais déjà les cartes à ce moment-là, j’ai dû y percer des trous et effectuer les connexions adéquates avec des fils.

 

J. Warner : Quelles méthodes avez-vous utilisé pour le prototype, avant de commencer la conception du circuit imprimé ?

 

F. Duggan : J’ai créé la conception par portions sur une platine d'expérimentation assez grande. Pour tester ces portions, j’ai ajouté des interrupteurs et des LED à certaines broches d’entrée et de sortie. Après avoir vérifié leur bon fonctionnement, je les ai dessinées dans le programme de CAO que j’utilisais.

 

J. Warner : Avez-vous conçu cela sous forme de fichiers open source ? Si oui, où peut-on les trouver ?

 

F. Duggan : Oui, ils sont maintenant disponibles ! https://github.com/giraffeics/BEEBA J'aurais dû publier les fichiers de ma conception il y a longtemps, mais c'est enfin fait.

 

J. Warner : Quelles sont vos projets pour la suite de vos études, quel serait l'université que vous choisiriez en priorité, et pourquoi ?

 

F. Duggan : J'aimerais étudier le génie électrique et/ou l'informatique. J’en ai fait un peu au cours de ces dernières années, et j’aime ces matières, et ce ne serait pas logique d’arrêter maintenant. Le MIT est mon premier vœu depuis que j'ai visité le campus et les locaux. Ce que j'examine en premier pour choisir une école, c'est le programme d’études, et le MIT offre une grande souplesse, ce qui me permettrait de poursuivre mes études à la fois en génie électrique et en informatique. Ils proposent des cours très spécifiques, comme celui d'infographie ou celui où les étudiants doivent concevoir un processeur. J’aime apprendre par la pratique, et c’est vraiment le concept idéal sur lequel s'était fondée cette école : « Mens et Manus ». J’ai également discuté avec des étudiants lors de ma visite, et l’une d’entre eux m’a expliqué les possibilités de travailler pendant ses études au MIT : elle a notamment travaillé pour Google. La possibilité d’obtenir un travail sérieux dans son domaine tout en étudiant est très attrayante. Enfin, il y a aussi la possibilité de faire de la recherche. C’est très important pour moi, car c'est un moyen de contribuer de façon significative aux recherches dans notre domaine. Je sais que la plupart des universités mettent aujourd'hui en avant les recherches réalisées dans leur établissement, mais le MIT est néanmoins en excellente position sur ce point.

 

Frank Duggan at Altium booth MakerFaire NYC

 

J. Warner : Franck, c’était un honneur de vous rencontrer à la NYC Maker Faire, et je vous remercie infiniment pour cette interview passionnante. Je vous souhaite une belle réussite dans vos recherches d'universités, et toute l'équipe d'Altium croise les doigts pour que vous obteniez votre place au MIT.

 

F. Duggan : Je vous remercie, Judy. C’était agréable de vous rencontrer et j’ai apprécié cette interview et votre soutien !

 

Voir la vidéo de YouTube dans laquelle F. Duggan décrit BEEBA ICI

About the Author

Judy Warner

Judy Warner has held a unique variety of roles in the electronics industry since 1984. She has a deep background in PCB Manufacturing, RF and Microwave PCBs and Contract Manufacturing with a focus on Mil/Aero applications in technical sales and marketing. She has been a blogger, writer, contributor and journalist for several industry publications such as Microwave Journal, The PCB Magazine, The PCB Design Magazine, PDCF&A and IEEE Microwave Magazine and is an active member of multiple IPC Designers Council chapters. In March 2017, Warner became the Director of Community Engagement for Altium and was immediately tasked with the launch of Altium’s monthly On Track Newsletter. She was also instrumental in launching AltiumLive 2017: Annual PCB Design Summit in San Diego and Munich, a newly founded annual Altium User Conference. Her passion is providing resources, supporting and advocating for PCB Designers around the world and acting as brand ambassador for Altium.

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