Frank Duggan : Frank Duggan : la microarchitecture et le rêve d'accéder au MIT

Judy Warner
|  Créé: November 17, 2017  |  Mise à jour: October 10, 2021
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 microarchitecture en utilisant la logique discrète ?

Frank Duggan: C’est quelque chose que je voulais faire depuis tout petit. J'étais obsédé par mon kit électronique Snap Circuits et j'aimais me mettre au défi de construire des circuits capables de faire diverses choses. À un moment donné, j’ai décidé que l’ultime défi était de construire un ordinateur. Probablement parce que je trouvais les ordinateurs très mystérieux. Je me suis dit que si je ne comprenais pas comment les ordinateurs pouvaient marcher, c'est qu'ils devaient être très difficiles à concevoir.

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 ?

Duggan: Je n’ai jamais fait de programmation sur d'autres langages d'assemblage, même si j'ai quelques connaissances sur l’assemblage 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.

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

BEEBA
BEEBA

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 quelques réflexions, j’ai trouvé une solution qui fonctionne au sein du système. Celle-ci 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.

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

Duggan: J’ai utilisé des fils de raccordement pour relier l’ordinateur à une platine d'expérimentation pour pouvoir les tester individuellement. Des fois, je raccordais une seule carte de l’ordinateur, et d’autres fois, plusieurs. J’ai trouvé une erreur dans la carte du registre général : 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.

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

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.

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

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.

Warner: Quelles sont vos projets pour la suite de vos études, quelle serait l'université que vous choisirez en priorité, et pourquoi ?

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 - ce ne serait pas logique d’arrêter maintenant. Le MIT est mon rêve 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. MIT propose des cours très spécifiques, comme celui d'infographie ou celui où les étudiants doivent concevoir un processeur. J’aime apprendre par la pratique, et j’aime le concept sur lequel a été fondée cette école : « Mens et Manus ». J’ai également discuté avec des étudiants lors de ma visite et l’un d’entre eux m’a dit qu’il était possible de travailler pendant les études au MIT, pour Google par exemple. 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 particulièrement intéressant sur ce point.

Frank Duggan au stand Altium Maker Faire NYC
Learning about BEEBA from Frank Duggan

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.

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

Découvrez ICI la vidéo YouTube dans laquelle F. Duggan décrit BEEBA.

A propos de l'auteur

A propos de l'auteur

Judy Warner a occupé divers rôles dans l'industrie électronique depuis plus de 25 ans. Elle a une formation en fabrication de PCB, circuits imprimés RF et micro-ondes, fabrications spécialisées, et plus particulièrement en applications militaires/ aéronautiques.

Judy a également été auteure, blogueuse et journaliste pour plusieurs publications industrielles telles que Microwave Journal, PCB007 Magazine, PCB Design007, PCD&F et IEEE Microwave Magazine. Elle est membre active du conseil d'administration de la Printed Circuit Engineering Association. En 2017, Judy a rejoint Altium au poste de directrice de l'engagement communautaire. En plus d'organiser le Podcast OnTrack et de créer la Newsletter OnTrack, elle a lancé AltiumLive, la conférence annuelle des utilisateurs d'Altium. Judy a une passion : fournir des ressources, aider les professionnels et défendre les intérêts des ingénieurs concepteurs de circuits imprimés dans le monde entier.

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