Воскрешение секретного чипа MP944
Эксперт по FPGA и встроенным системам Алан Тейлор (Alan Taylor) успешно воссоздал архитектуру Central Air Data Computer (CADC) истребителя F-14 Tomcat. В основе проекта лежит реплика микропроцессора MP944 от компании Control Data Corporation (CDC). Этот чип, разработанный Стивом Геллером и Рэем Холтом, начал эксплуатироваться в июне 1970 года — более чем за год до появления легендарного Intel 4004. Долгое время MP944 оставался засекреченным, и только в 1998 году мир узнал, что именно он стал первым в истории микропроцессором.
Технические характеристики и производительность
MP944 представлял собой 20-битный конвейерный параллельный мультипроцессор на базе передовой для того времени МОП-технологии. Чип работал на частоте 375 кГц, выполняя 9 375 инструкций в секунду. Он прошел строгие испытания на прочность и мог функционировать в экстремальных температурах от -55 до +125 градусов Цельсия. Архитекторы утверждают, что MP944 был в 8 раз быстрее Intel 4004, хотя последний создавался для калькуляторов, а не для авионики.
| Параметр | MP944 (CDC) | Intel 4004 |
|---|---|---|
| Дата выхода | Июнь 1970 | Ноябрь 1971 |
| Разрядность | 20 бит | 4 бита |
| Частота | 375 кГц | 740 кГц (тактовая) |
| Назначение | Авионика F-14 (CADC) | Калькулятор Busicom 141 |
| Статус | Первый в мире микропроцессор | Первый коммерческий микропроцессор |
Полный исходный код на VHDL
Проект Тейлора доступен в открытом доступе на GitHub. Разработчик предоставил не только логику MP944, но и полные синтезируемые реализации на VHDL для всех шести чипов, входивших в состав оригинального CADC. Для симуляции использовалась система-на-кристалле (SoM) на базе FPGA Xilinx Spartan-7 (платформа Adiuvo Embedded System Tile). Код включает документацию и тестовые стенды, позволяющие инженерам изучать архитектуру 1970-х годов на современном оборудовании.
Тестирование на 3D-печатной модели
Чтобы проверить работоспособность реплики в условиях, близких к реальным, Тейлор подключил FPGA-систему к 3D-печатной масштабной модели F-14 Tomcat. Восстановленный алгоритм управления успешно управлял механизацией крыла (swing-wing system) — ключевой особенностью истребителя, требующей высокоточных вычислений параметров полета (высота, скорость, число Маха) в реальном времени. Это демонстрирует, что логика, заложенная в MP944, корректно обрабатывает задачи управления летательным аппаратом даже в современной среде.
Источник: Tom's Hardware ↗