[Apollo 11] Micro del Apollo 11 en FPGA

[Obijuan]

Hola,

  Llevo un tiempo que no me quito de la cabeza la idea de hacer el micro del Apollo 11 en Verilog y meterlo en una FPGA libre.  Creo que cabría en una icezum / icestick aunque no lo puedo asegurar al 100% todavía.

Sería alucinante tenerlo. Sobre todo ahora que está liberado el código fuente del Apollo 11 en github:

https://github.com/chrislgarry/Apollo-11

Y hay muchísima información. Hay gente que lo ha replicado físicamente:

http://klabs.org/history/build_agc/

y gente que sigue desentrañando sus secretos

https://medium.com/@borja/a-glimpse-into-the-apollo-guidance-computer-8ee06e5e1a5c#.d5eqalslu

Y por supuesto en wikipedia:

https://es.wikipedia.org/wiki/Apollo_Guidance_Computer

Seguramente alguien lo habrá migrado ya a una FPGA, pero sería chulísimo tenerlo en nuestras FPGAs libres. Creo que didácticamente también sería muy interesante. Os imagináis un módulo AGC en icestudio que implemente el micro y con él muevas tu robot?  ¡con el mismo procesador que llevó una nave a la luna!  :-)

Yo ahora estoy a tope con la Icezum, pero es una idea que no me quito de la cabeza... y creo que no ve voy a poder resistir a hacerla...   muahahahahahahaha

Saludos, Obijuan

[Víctor R. Ruiz]

Hola Obijuan:

El día 26 de julio de 2016, 18:46, Obijuan <obijua...@gmail.com> escribió:
> Llevo un tiempo que no me quito de la cabeza la idea de hacer el micro del
> Apollo 11 en Verilog y meterlo en una FPGA libre. Creo que cabría en una
> icezum / icestick aunque no lo puedo asegurar al 100% todavía.

Jeje, pues supongo que se nos pasó por la cabeza la misma idea al
ver el código del AGC en github. Pero me pregunto cómo hacer algo así.
Me imagino que el ordenador del AGC estaba conectado a un buen número
de sensores y actuadores. Eso habría que simularlo de alguna forma,
¿no?

Y una búsqueda rápida en Google muestra que alguien ya ha hecho algo
en Verilog https://github.com/donnaware/AGC

Saludetes.

--
Víctor R. Ruiz <r...@linotipo.es>
http://rvr.linotipo.es/

[Obijuan]

Hola Víctor!

La idea no es simular el sistema completo, sino tener disponible sólo el micro, para usarlo para otras cosas. Es decir, sólo la CPU, y que se pueda programar con el mismo ensamblador original.
Luego a esta CPU cada uno le puede conectar los periféricos que quiera

Voy a echar un vistazo al repo que has enviado, que tiene muy buena pinta. ¡Gracias! :-)

Saludos, Obijuan

[Obijuan]

Mapa de memoria orginal del AGC. Más adelante tuvieron que ampliarlo para tener más ROM (El software necesitaba más espacio)

Fuentes (SVG):

https://github.com/Obijuan/ACC/tree/master/hw/roadmap/10-ACC0/doc

Saludos, Obijuan

[Obijuan]

Ya tengo listo el ACC0: Apollo CPU Core 0

https://github.com/Obijuan/ACC/wiki/ACC0

Todavía no ejecuta instrucciones. Simplemente muestra por los leds de la icezum los 7 bits más significativos del contenido actual de la rom. Con los botones SW1 y SW2 podemos movernos por la memoria.
Lo interesante es que ya se pueden cargar programas reales, ensamblados con la toolchain original del apollo.

Esta toolchain de momento la he precompilado para ubuntu 16.04, pero más adelante la integraremos en apio para que sea multiplataforma

Saludos, Obijuan

El martes, 26 de julio de 2016, 19:46:57 (UTC+2), Obijuan escribió:

[Obijuan]

Ahora me pondré con el ACC1: que ya incluirá una pequeña unidad de control para ejecutar 1 instrucción: Salto incondicional. El contenido de la rom se seguirá mostrando por los leds, y con cada pulsación de SW1 se avanzará hacia la siguiente posición

Es increiblemente interesante aprender los detalles de la cpu del Apollo. Cada vez me mola más esto de la Paleo-arquitectura de ordenadores :-)

Saludos, Obijuan

El martes, 26 de julio de 2016, 19:46:57 (UTC+2), Obijuan escribió:

[Jesús Arroyo]

Brutal!!

Voy a probarlo!

--
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[Obijuan]

Adjunto el diagrama de bloques del ACC1 (Apollo CPU Core 1)

Incluye una mini-unidad de control que le permite ejecutar su primera instrucción: TCF (Salto incondicional). El resto de instrucciones no se ejecutan, se muestran por los leds.

Tiene un modo manual, en el que se ejecuta una instrucción cada vez que se aprieta el pulsador y un modo automática que las ejecuta secuencialmente y lentamente

Ahora toca implementarlo en icestudio

Saludos, Obijuan

El martes, 26 de julio de 2016, 19:46:57 (UTC+2), Obijuan escribió:

[Obijuan]

Ya tengo el ACC1 en Icestudio (adjunto pantallazos)

https://github.com/Obijuan/ACC/tree/master/hw/roadmap/11-ACC1

He usado los nuevos símbolos creados por Carlos, y también el mux 2-1 :-)   ¡Gracias por las contribuciones!

El ACC1 sólo ejecuta la instrucción TCF (salto incondicional). El resto de instrucciones simplemente saca sus 7 bits más significativos por los leds... Es todavía muy rudimentario... pero cómo mola verlo funcionar :-)

Saludos, Obijuan


El martes, 26 de julio de 2016, 19:46:57 (UTC+2), Obijuan escribió:

[Jesús Arroyo]

Ueeee. Cómo mola!!

Desde luego es el mayor circuito realizado en Icestudio.

:D

--

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[Obijuan]

Además de divertirnos aprendiendo Paleo-arquitectura de ordenadores con una cpu mítica, ponemos a prueba el icestudio, para hacerlo cada vez mejor ;-)

[Carlos 47]

Hola Obijuan, crees que quepa todo el ACC dentro de la iceStick? Espero ponerme al dia con tu proyecto el siguiente finde.

Saludos

PD: Espero que los nuevos componentes no hayan causado problemas :D

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[Obijuan]

Hola Carlos,

Yo espero que sí :-)  De todas formas lo que quiero es tener una versión simplificada de la cpu del apollo original. No implementaré todas sus instrucciones, sino las más importantes. Quiero que podamos usar este core para programar nuestros robots o nuestros proyectos, a la vez que aprendemos sobre esta cpu tan mítica.

Por eso el ACC lo estoy implementenado poco a poco: ACC0, ACC1, ACC2... cada uno con un poquito más de funcionalidad. Llegará un momento en el que ya no cabrán más cosas. Ahí me plantaré ;-)

Saludos, Obijuan

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[Obijuan]

Ya está liberado el ACC1

La documentación está en esta wiki:

https://github.com/Obijuan/ACC/wiki/ACC1

La verdad es que todavía no hace casi nada. El ACC1 sólo puede ejecutar una instrucción: la de salto incondicional (TCF)... pero es tan... épico...  :-D

Saludos, Obijuan

El martes, 26 de julio de 2016, 19:46:57 (UTC+2), Obijuan escribió:

[Goyo Serrano]

Impresionante, me descubro, parece mentira que cuando yo nací el 68 ( hace poco), esto era lo último de lo último y hoy lo puedas sintetizar en tu casa, y estamos empezando. Cuando estudie FP estábamos con el z80 y el comodore, en la universidad ya estaban los pc un Astram 1640, con sus disco de 5 1/4. Mi primer pc fue un 386 a 40 Mhz con un disco duro de 102 MB , si es correcto .Y aquí estamos...

Esto ya esta caliente. 

Felicidades por tu trabajo.

[Obijuan]

Gracias!  :-)

[Obijuan]

He hecho este vídeoblog para hablar sobre el proyecto ACC

VideoBlog. Capítulo 23: ACC: Apollo CPU Core

https://www.youtube.com/watch?v=2PzKB2mfwoU&index=23&list=PLmnz0JqIMEzVo7w2pv6Q04QgRaBTkqR30

Saludos, Obijuan

El martes, 26 de julio de 2016, 19:46:57 (UTC+2), Obijuan escribió:

[Carlos 47]

Excelente vídeo ObiJuan, me va quedando todo claro como el agua.

Saludos

-C

--

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[Obijuan]

Gracias Carlos!  :-D

[Rafa Couto]

Me uno a las felicitaciones y aprovecho para comentar una historia relacionada con Margaret Hamilton que fue la responsable del software y una de las programadoras del código que ejecutaba el AGC:

A 3 minutos del alunizaje, los astronautas activaron el radar de aproximación siguiendo el manual aunque erróneamente, pues estaba a kilómetros de la zona inicialmente prevista. Entonces las alarmas de los sistemas de a bordo saltaron indicando sobrecarga de interrupciones en el AGC que impedían las operaciones en tiempo real y que implicaba la cancelación de la misión.

Gracias al cuidadoso diseño del código de la previsora Margaret, además de funcionar la detección de fallos se estableció automáticamente la prioridad en los subprocesos críticos y  ejecutar los subsistemas de navegación que, como ya todos sabéis, resultó en un alunizaje exitoso.

La NASA reconoció desde el primer momento la calidad de la implementación de Margaret que se ejecutó en el AGC y es una anécdota muy recomendable de reseñar cuando alguien propone a los desarrolladores programar en modo "primero que funcione" olvidándose rápidamente de los improbables casos de fallo...

Gracias Carlos!  :-D

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--

Rafa Couto
GNU/Linux user #99126 - http://bit.ly/LC-99126
GPG key - http://bit.ly/GPG-D76ABDEC

[Obijuan]

Gracias Rafa!  :-)

La verdad es que todo lo relacionado con el Apolo 11 es tan... épico!!!   Y pensar que podemos tener un cpu bastante similar, en la mano, para frikear con ella y que controle nuestros robots... jajjaajjaajaj    Mooola!!!

Estudiando historias como la de Margaret, se pueden aprender muchísimas cosas. La paleo-arquitectura de ordenadores mola mucho... pero mucho más si lo puedes reproducir en una FPGA libre!!!

Saludos, Obijuan

Gracias Carlos!  :-D

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[Roberto A. Dhios]

Hola!!

Por si no los tiene les comparto algo de la historia de la AGC.

[Eldon_C_Hall]_Journey to_the_moon_The_history_of_the_Apollo guidance_computer-AIAA_(1996)

https://www.dropbox.com/s/2ccrmsugr3vfsfv/%5BEldon_C_Hall%5D_Journey%20to_the_moon_The_history_of_the_Apollo%20guidance_computer-AIAA_%281996%29.pdf?dl=0

[Frank_O'Brien]_The_Apollo_Guidance_Computer_Architecture

https://www.dropbox.com/s/3rlzuq3bxf5pcys/%5BFrank_O%27Brien%5D_The_Apollo_Guidance_Computer_Architecture.pdf?dl=0

Saludos

Roberto

[Obijuan]

Hola Roberto!

¡Gracias por las referencias! Vaya joya de libros!!!  :-)  Me los voy a comprar. Tengo que tenerlos en mi biblioteca personal sí o sí.  ¡Muchas gracias!

Saludos, Obijuan

[Roberto A. Dhios]

Ah me olvidaba hay otro mas también interesante, dejo el link de Amazon

https://www.amazon.com/Digital-Apollo-Human-Machine-Spaceflight/dp/0262134977/ref=sr_1_fkmr2_2?ie=UTF8&qid=1472232639&sr=8-2-fkmr2&keywords=apollo+agc+computer

Saludos

Roberto

[Roberto A. Dhios]

Acá hay un documental de la época donde explican la AGC del proyecto Apollo

https://youtu.be/YIBhPsyYCiM

Saludos

Roberto

[Obijuan]

Hola,

  Este es el diagrama de bloques del ACC2. Incluye el registro A y puede ejecutar la instrucción CA para cargar el acumulador con un valor

Las fuentes en SVG están en este directorio del repo:

https://github.com/Obijuan/ACC/tree/master/hw/roadmap/12-ACC2/doc

Saludos, Obijuan

El martes, 26 de julio de 2016, 19:46:57 (UTC+2), Obijuan escribió:

[Juanma Rico]

Echándole un vistazo al enlace del vídeo de @radhios me ha llamado la atención encontrar un nombre latino entre ellos...
Una búsqueda rápida me ha llevado a esto:

http://www.lanacion.com.ar/1240769-ramon-alonso-el-argentino-que-llevo-a-la-apollo-11-a-la-luna

Curioso al menos...
Saludos.

[Obijuan]

Esto del apollo está lleno de curiosidades :-)

Gracias Juanma!

Saludos, Obijuan

[Obijuan]

Ya tengo el ACC2 en icestudio 0.2.1-dev:

https://github.com/Obijuan/ACC/tree/master/hw/roadmap/12-ACC2

El cableado de la ruta de datos empieza a complicarse. Cuando icestudio soporte buses este tipo de diseños serán mucho más fáciles

[Obijuan]

[Obijuan]

Acabo de ver el documental y es... alucinante.  Increible cómo hacían las cosas (y que luego funcionasen!) Lol!!!   Mientras veía cómo montaban las memorias y hacian el cableado estaba pensando: eso es una FPGA pero manual :-D

Gracias Roberto!

Saludos, Obijuan

El viernes, 26 de agosto de 2016, 19:59:17 (UTC+2), radhios escribió:

[Obijuan]

Esto del apollo se pone interesante.

Os comento las últimas noticias que están apareciendo por las RRSS. Hay un ingeniero que ha recuperado los bloques de memoria del AGC que fueron en el Apollo 1 (no tripulado).  Era la primera versión del AGC, una muy antigua de la que no se tenía el software. El apollo 11 y posteriores usan una versión nueva del AGC, llamada bloque 2 (que es de la que hay mucha más información). El apollo 1 llevaba el AGC bloque 1

http://www.gadget.co.za/the-hacker-the-scrapheap-and-the-first-apollo-computer/

Este ingenierio ha hecho una serie de vídeos donde hace el unboxing de los módulos y las pruebas que está haciendo para extraer la información y comprenderlos:

https://www.youtube.com/watch?v=WquhaobDqLU

https://www.youtube.com/watch?v=-BlivdwXRZU

https://www.youtube.com/watch?v=OkFy30kxfh4

Esto es auténtica arqueología de la tecnología!!!!  Y este ingeniero es como indiana Jones en busca del Apollo 1 perdido :-D

[Rafa Couto]

2016-09-03 11:45 GMT+02:00 Obijuan <obijua...@gmail.com>:

Esto del apollo se pone interesante.

Os comento las últimas noticias que están apareciendo por las RRSS. Hay un ingeniero que ha recuperado los bloques de memoria del AGC que fueron en el Apollo 1 (no tripulado).  Era la primera versión del AGC, una muy antigua de la que no se tenía el software. El apollo 11 y posteriores usan una versión nueva del AGC, llamada bloque 2 (que es de la que hay mucha más información). El apollo 1 llevaba el AGC bloque 1

Y tanto que se pone interesante. Un acierto haberlo escogido como proyecto a implementar en la IzAl. 

Me comenta Fran Añón, un superfan de Apollo x, compañero de trabajo que está animándonos desde el anonimato:

Esos módulos no son del Apollo 1. El Apollo 1 no llegó a lanzarse porque en las pruebas poco antes del lanzamiento la cabina del módulo de mando ardió, matando a los 3 astronautas Gus Grissom (uno de los míticos del Mercury 7, los primeros astronautas), Ed White (el primer americano en hacer una salida extravehicular, es decir, flotar en el espacio), y Roger Chaffee, que era su primer vuelo. Eso hizo que la nave tuviese que rediseñarse de cero y que hasta el Apollo 7 las misiones fuesen no tripuladas.. 

 

Los bloques de memoria que se utilizan en el video son de la misión AS-202, una de las tres no tripuladas previas al trágicamente fallido Apollo 1, que sirvieron para testar el módulo de mando del Apollo 1 en vuelo suborbital. 

[Juan Gonzalez Gomez]

Si correcto. Son del AS-202. En el correo correo resumen no quise entrar en los detalles (Toda la info está en el vídeo). Son los módulos usados en las primeras misiones no tripuladas, dentro del programa espacial

Gracias por la aclaración

Saludos, Obijuan

--

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[Obijuan]

Ya está lista la documentación de ACC2 (Apollo CPU Core 2):

https://github.com/Obijuan/ACC/wiki/ACC2

El ACC2 es todavía muy simple y sólo puede ejecutar 2 instrucciones (CA, TCF)... pero es tan... épico  :-)

[Alfredo]

Hola, comparto este interesantísimo enlace http://3d.si.edu/apollo11cm/index.php#story ,en el que han escaneado en alta resolución la capsula de mando del Apolo 11.

Se puede explorar virtualmente la capsula por dentro y ver donde va situado el ACC en los paneles.

Todavía no han subido todo el material, pero hay varios objetos para descargar.

saludos

--

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[Obijuan]

Alucinante Alfredo!!!  Muchas gracias!!!!  :-)

Me he estado dando un "paseo" y mola muchísimo!!  Os adjunto un pantallazo. Efectivamente el AGC se ve perfectamente :-)

Saludos, Obijuan

[Obijuan]

VideoBlog 25: ACC1: Apollo CPU Core 1

Descripción del funcionamiento interno del ACC1

https://www.youtube.com/watch?list=PLmnz0JqIMEzVo7w2pv6Q04QgRaBTkqR30&v=Gp6bjjnI1Oo

[Jorge Turiel]

Hola, lo primero perdón por retomar un post antiguo. Desde el primer día que Obijuan habló del proyecto me enganchó.
Hace unos días empecé a darle vueltas, pero no en una FPGA, sino en una raspberry PI usando ultibo (https://ultibo.org/) que permite programar una Raspberry como si fuera un arduino.
Bueno, voy al grano. La duda que tengo sobre la estructura del fichero que se genera al compilar. Según he visto en los tutoriales de Obijuan, este ha hecho una aplicación en Python para "extraer" solo la parte de código del fichero BIN, sino me equivoco. Pero, además de la parte de código, necesito saber si en el fichero BIN (me imagino que tiene una cabecera) está escrito la dirección de carga del código.
Básicamente mi duda, es si alguien tiene información sobre el fichero BIN (o donde conseguirla).
Gracias
Saludos