«آلن تیلور»، متخصص سیستم‌های نهفته و FPGA، کامپیوتر داده هوایی مرکزی (CADC) جنگنده اف-۱۴ تام‌کت نیروی دریایی ایالات متحده را در یک تراشه FPGA بازسازی کرده است. این سیستم به عنوان مغز متفکر قابلیت‌های پیشرفته جنگنده، از جمله کنترل سیستم بال‌های متحرک آن شهرت دارد. تیلور برای آزمایش این بازسازی، از یک مدل مقیاس‌پذیر اف-۱۴ تام‌کت ساخته‌شده با چاپ سه‌بعدی استفاده کرده است.

مدل چاپ سه‌بعدی جنگنده اف-۱۴ تام‌کت

رقابت تاریخی با اینتل ۴۰۰۴

مغز متفکر CADC توسط تراشه MP944 تأمین می‌شد؛ تراشه‌ای که در سال‌های متمادی در سایه ابهام باقی ماند. با وجود آنکه میکروپروسسور MP944 خدمت خود را در ژوئن ۱۹۷۰ آغاز کرد و بیش از یک سال زودتر از پردازنده افسانه‌ای Intel 4004 (نوامبر ۱۹۷۱) به بازار آمد، تا سال ۱۹۹۸ یک راز محرمانه نظامی باقی مانده بود. به همین دلیل، پردازنده اینتل توانست توجهات را از اولین میکروپروسسور واقعی جهان به سرقت ببرد.

مشخصات فنی و عملکرد تراشه MP944

تراشه MP944 یک میکروپروسسور موازی، ۲۰ بیتی و خط لوله‌دار (پایپ‌لاین) بود که با فناوری پیشرفته MOS ترکیب شده و با فرکانس ۳۷۵ کیلوهرتز کار می‌کرد و توانایی اجرای ۹۳۷۵ دستورالعمل در ثانیه را داشت. استیو گلر و ری هولت به همراه تیمی ۲۵ نفره، این تراشه را طراحی کردند که آزمایش‌های سخت‌گیرانه استحکام را با موفقیت پشت سر گذاشت و قادر بود در دماهایی از ۵۵- تا ۱۲۵+ درجه سانتی‌گراد عملکرد پایداری داشته باشد.

تراشه MP944 اولین میکروپروسسور جهان

این تراشه به عنوان بخشی از یک سیستم شش‌تراشه‌ای در CADC وظیفه داشت تا پارامترهای پروازی مانند ارتفاع، سرعت هوایی و عدد ماخ را به صورت بی‌درنگ (Real-time) محاسبه کند. این سیستم نوآوری کلیدی برای فعال‌سازی بال‌های متحرک تام‌کت محسوب می‌شد و برخی از علاقه‌مندان به معماری تراشه ادعا می‌کنند که MP944 در واقع ۸ برابر سریع‌تر از Intel 4004 بوده است؛ هرچند تراشه اینتل در ابتدا برای یک ماشین‌حساب رومیزی بسیار ساده‌تر طراحی شده بود.

بازسازی متن‌باز و پیاده‌سازی در FPGA

در دستاورد اخیر آلن تیلور، اکنون یک مجموعه کامل متن‌باز شامل کدهای منبع VHDL، مستندات و تست‌بنچ‌ها برای بازسازی CADC اف-۱۴ در FPGA در دسترس قرار دارد. مخزن گیت‌هاب نشان می‌دهد که از یک ماژول سیستم روی ماژول (SoM) مبتنی بر Spartan-7 که بخشی از Adiuvo Embedded System Tile است، استفاده شده است. این منابع تنها شامل منطق MP944 نیست؛ تیلور پیاده‌سازی‌های کامل و قابل‌سنتز VHDL را برای هر شش تراشه اصلی CADC ارائه کرده است.