Ist es möglich, den ENIAC mit Logikgattern zu replizieren?

Der ENIAC verwendete Logikgatter, sie bestanden nur aus Vakuumröhren. Die ENIAC hatte Tausende von ihnen. 6.550 der 18.800 Röhren im Computer (um 1946) waren 6SN7GTs mit zwei Trioden. Jede Röhre wurde als Flip-Flop verwendet und repräsentierte ein Bit, eine Seite die 1 und die andere Seite die 0.

Der ENIAC verwendete Ringzähler mit zehn Positionen, um Ziffern in Zehnerkomplementdarstellung zu speichern. Jede Ziffer verwendete 28 Vakuumröhren, von denen 10 die Doppeltrioden waren, die die Flip-Flops des Ringzählers bildeten (die zehn Röhren rechts im Bild unten).

Die Arithmetik wurde durchgeführt, indem Impulse mit den Ringzählern gezählt und ein Übertrag erzeugt wurden, wenn der Zähler herumlief. ENIAC hatte zwanzig zehnstellige vorzeichenbehaftete Akkumulatoren.

Sie könnten also damit beginnen, einen der Akkumulatoren zu bauen. Sie könnten schummeln und einfach einen Ringzähler-IC verwenden, z. B. einen CD4017 ; aber um treuer zu sein, sollten Sie einen von zehn Flip-Flops plus zusätzliche Logik nach Bedarf bauen. Um das ursprüngliche Design wirklich einzufangen, könnten Sie einen aus Transistoren bauen.

Konstanten wurden mit Lochkarten eingegeben; Die Programmierung erfolgte mit einer Kombination aus Drehschaltern und Überbrückungskabeln.

Dieses Dokument enthält eine ziemlich gute Beschreibung der Funktionsweise, einschließlich des unten gezeigten Zeitdiagramms. Beachten Sie, dass eine „1“ durch -290 V und eine „0“ durch -345 V dargestellt wurde.

Dieser Artikel enthält viele der im ENIAC verwendeten elektronischen Schaltungen, und hier ist das Benutzerhandbuch .

Das hängt davon ab, welche Aspekte Sie in Ihrem kleinen Modell beibehalten möchten

• Aussehen? das wird mit logischen Gattern schwierig :)
• Rechenmodell? Natürlich können Sie einen Computer nur mit Gates bauen und den Eniac auf diesem Computer simulieren.
• zeitliche Aspekte? Das wird sehr schwierig, ich bezweifle, dass es überhaupt genügend Dokumentation gibt, um die genauen verwendeten Schaltkreise zu bestimmen.

Also, von wie "kleinem Maßstab" sprichst du? Wenn Sie nur Codekompatibilität benötigen, denke ich, dass ein einzelner FPGA-Chip mittlerer Reichweite alles aufnehmen kann. Wir sprechen hier also von zwei bis vier Chips (FPGA, sein Konfigurationsspeicher, falls erforderlich, und ein DRAM-Chip, der den Magnetkern ersetzt, vielleicht ein Schnittstellen-CPLD.) Sie können einen weiteren Mikrocontroller hinzufügen, um das ENIAC-on-FPGA mit seinem Programm und seinen Eingaben zu versorgen von einer microSD-Karte, einer Tastatur und/oder einem LCD-Bildschirm und schreibt seine Ausgabe auf diese.

Bei richtiger Auslegung können Sie eine Handheld-Version von ENIAC erhalten, die aus 8 bis 9 Chips, einer LCD- und Tastatur-Benutzeroberfläche und einer Batterielebensdauer von einigen Stunden oder Tagen mit einer einzigen Ladung von einigen 18650-Zellen besteht.

Das kann man nicht nur, sondern hat es Mitte der 1990er Jahre getan, um das 50-jährige Jubiläum der ENIAC zu feiern. Sie stellten den "ENIAC-on-a-Chip" mit 0,5-Mikrometer-CMOS her. Der Chip misst 7,44 x 5,29 mm.

https://www.seas.upenn.edu/~jan/eniacproj.html

Ich bin mir jedoch nicht sicher, ob das als "skaliertes Modell" zu bezeichnen ist. Ich vermute, Sie haben eher so etwas wie eine Diorama-Miniatur im Sinn. In diesem Fall wartet vielleicht ein weiteres Jubiläumsgerät darauf, hergestellt zu werden!

Es ist nicht genau das, was Sie fragen, aber das Projekt hier enthält eine funktionsfähige ENIAC-Reproduktion und ein Modell im Maßstab 1:10 davon: https://hackaday.com/2021/10/19/vcf-east-roars-back-to -Leben/