Pull to refresh

Breadboard — электронный конструктор для всех

DIY
Привет, Хабр!
Не так давно здесь прогремела статья об Arduino, породившая холивар в комментариях. Многие сторонники Ардуины, по их словам, хотят просто чего-то собрать типа мигающих светодиодов с целью разнообразить свой досуг и поиграться. При этом они не хотят возиться с травлением плат и пайкой. Как одну из альтернатив товарищ dedsky упомянул конструктор «Знаток», но его возможности ограничены набором деталей, входящих в комплект, да и конструктор все же детский. Я же хочу предложить другую альтернативу — так называемый Breadboard, макетная плата для монтажа без использования пайки.
Осторожно, много фоток.
Читать дальше →
Total votes 44: ↑38 and ↓6 +32
Views 80K
Comments 42

Стэнфордские учёные создали компьютер внутри живой клетки

Popular science Biotechnologies
В XIX веке Чарльз Бэббидж, разрабатывая проект своей вычислительной машины, опирался на механические элементы. ЭНИАК, первая современная универсальная ЭВМ, созданная в середине 40-ых, базировалась на особенностях работы вакуумных ламп. Сегодня компьютеры используют транзисторы на основе полупроводниковых элементов для проведения логических операций.

Команда биоинженеров Стэнфордском университете в свою очередь создала логический элемент из генетического материала, который получил название биологический транзистор или транскриптор. Об этом они сообщили в журнале Science 28 марта этого года.

В публикации исследователи описали универсальную систему генетических транзисторов внутри функционирующей клетки, которая может включаться или отключаться при определенных условиях. Авторы исследования высказывают надежду, что со временем такие группы транзисторов могут стать микроскопическими живыми компьютерами.

Компьютеры такого рода могут выполнять разнообразные задачи: определять наличие какого-либо токсина, считать количество делений раковой клетки или предоставлять детальную и точную информацию о действии препарата на какой-либо вид клеток. К примеру, чтобы избежать неконтролируемого деления раковых клеток, можно запрограммировать компьютер внутри клетки на смерть при достижении определенного порога количества делений.
Читать дальше →
Total votes 54: ↑49 and ↓5 +44
Views 34K
Comments 63

Учёные создали графеновый транзистор с частотой работы 427 ГГц

Popular science Nanotechnologies
К сожалению, в отличие от обычных полупроводников, находящих широкое практическое применение, графен, материал, на который в последнее время возлагаются большие надежды, не имеет запрещённой зоны, что означает сложности или полную невозможность построения транзистора нового поколения на его основе. Гуаньсюн Лю и его коллеги заявили, что они нашли обходной путь, отличный от используемого в обычных транзисторах.

За последние пять десятков лет развитие кремниевой электроники во многом происходит благодаря уменьшению отдельных компонентов на кристалле. Однако, всему есть свои пределы, и эксперты считают, что подобное продлится не далее 2026 года. Учёные всего мира находятся в активном поиске материала, способного заменить кремний, и часто взоры обращаются на графен.

В полупроводниках, используемых в транзисторах, существуют, как и в любых твёрдых материалах, зона энергии, в которой электроны могут свободно течь, что делает их проводником и «открывает» их, и зона, в которой их движение невозможно, что вызывает «закрытие». Для открытия и перехода в состояние зоны проводимости требуется относительно малое количество энергии. Именно эти свойства определяют принципы и характеристики полупроводниковых транзисторов. Однако, отсутствие у графена запрещенной зоны серьёзно ограничивает его использование в качестве транзистора: у графена нет областей энергии, которыми не может обладать электрон в кристалле. На практике это означает невозможность «отключить» графеновый транзистор.
Читать дальше →
Total votes 74: ↑66 and ↓8 +58
Views 48K
Comments 37

Ты не пройдёшь: кодовый замок на логике

Computer hardware DIY
Tutorial
Сразу предупреждаю, что этот проект реализован очень нерационально и особого практического смысла в себе не несёт. Я расскажу о такой, казалось бы простой вещи, как кодовый замок, но реализован он не на микроконтроллере, как это обычно делается, а на логических микросхемах. Ведь взять микроконтроллер и прошить, это слишком просто, здесь есть какой-то подвох! Давайте лучше городить логику, как истинные джедаи!

image
Читать дальше →
Total votes 19: ↑17 and ↓2 +15
Views 23K
Comments 25

Однобитный полный сумматор на необычных микросхемах

Circuit design *DIY Electronics for beginners
Translation
Tutorial


Мы привыкли к 14- и 16-выводным микросхемам, содержащим несколько логических элементов или целый узел — счётчик, дешифратор, АЛУ, и др. Но раньше были и микросборки и микросхемы, в которых помещался всего один логический элемент. После долгого забвения они вернулись в виде пятивыводных SMD-компонентов. Например, 74LVC1G86 — исключающее ИЛИ, 74LVC1G08 — И, 74LVC1G32 — ИЛИ. На них и выполнен предлагаемый однобитный полный сумматор.
Читать дальше →
Total votes 56: ↑47 and ↓9 +38
Views 10K
Comments 9

Как разрабатываются и производятся процессоры: проектирование ЦП

Manufacture and development of electronics *Computer hardware Popular science CPU Electronics for beginners
Translation
image

Теперь, когда мы знаем, как работают процессоры на высоком уровне, настало время углубиться в разбор процесса проектирования их внутренних компонентов. Это вторая статья из серии, посвящённой разработке процессоров. Рекомендую изучить для начала первую часть, чтобы вы понимать изложенные ниже концепции.

Часть 1: Основы архитектуры компьютеров (архитектуры наборов команд, кэширование, конвейеры, hyperthreading)
Часть 2: Процесс проектирования ЦП (электрические схемы, транзисторы, логические элементы, синхронизация)
Часть 3: Компонование и физическое производство чипа (VLSI и изготовление кремния)
Часть 4: Современные тенденции и важные будущие направления в архитектуре компьютеров (море ускорителей, трёхмерное интегрирование, FPGA, Near Memory Computing)

Как вы возможно знаете, процессоры и большинство других цифровых устройств состоят из транзисторов. Проще всего воспринимать транзистор как управляемый переключатель с тремя контактами. Когда затвор включён, электрический ток может течь по транзистору. Когда затвор отключён, ток течь не может. Затвор похож на выключатель света в комнате, только он гораздо меньше, быстрее и может управляться электрически.

Существует два основных типа транзисторов, используемых в современных процессорах: pMOS (PМОП) и nMOS (NМОП). nMOS-транзистор пропускает ток, когда затвор (gate) заряжен или имеет высокое напряжение, а pMOS-транзистор пропускает ток, когда затвор разряжен или имеет низкое напряжение. Сочетая эти типы транзисторов комплементарным образом, мы можем создавать логические элементы КМОП (CMOS). В этой статье мы не будем подробно разбирать особенности работы транзисторов, но коснёмся этого в третьей части серии.
Читать дальше →
Total votes 33: ↑33 and ↓0 +33
Views 27K
Comments 8

Игра Cities: Skylines оказалась Тьюринг-полной: создаём 4-битный сумматор

Abnormal programming *Game development *Game design *
Translation
Cities: Skylines — это игра-симулятор города, обладающий достаточной сложностью, чтобы создавать в нём универсальные логические элементы. При помощи универсальных логических элементов можно построить любую схему, в том числе и Тьюринг-полные машины. То есть как и в Minecraft, мы можем создать внутри Cities: Skylines компьютер. Однако было бы очень трудно создавать на основе этих элементов полнофункциональный компьютер, поэтому я продемонстрирую вместо него 4-битный сумматор. Всё выполняется в ванильной версии игры, не требуется ни модов, ни дополнений.

Эта игра, как и любые другие симуляторы строительства города, требует от игрока заниматься подачей в город электричества и воды. Электростанции вырабатывают электричество, для этого им необходима чистая вода и канализационные стоки. Водонапорные башни подают чистую воду, канализационные трубы позволяют избавляться от стоков, и для обоих типов строений требуется электричество. Подобная дуальность между канализацией и водонапорными башнями позволяет создавать элементы AND и OR.


Основные участники, слева направо: электростанция на жидком топливе, водонапорная башня, канализационная труба. Сзади стоит ветровая турбина.
Total votes 97: ↑97 and ↓0 +97
Views 33K
Comments 17

Реверс-инжиниринг старой микросхемы OR/NOR

Timeweb Cloud corporate blog Reverse engineering *Old hardware
Translation
Не так давно я получил фотографию кристалла загадочной схемы OQ100 [1] от EvilMonkeyDesignz. Я проанализировал её и обнаружил, что это чип логики, реализованный на быстрой ECL (эмиттерно-связанная логика) схеме и датируемый, вероятно, началом 1970-х годов. Чип содержит три логических элемента, два с 2 входами и один с 4 входами. Каждый элемент имеет неинвертированный и инвертированный выходы, работая как вентили OR и NOR. Эта статья резюмирует мои исследования. (Недавно я также проанализировал OQ104, другой чип из этой серии.)


Фотография кристалла микросхемы Philips QC100. Фото предоставленоEvilMonkeyDesignz.
Читать дальше →
Total votes 24: ↑24 and ↓0 +24
Views 4.7K
Comments 1