Dom > Izložba > Sadržaj

Povijest mikroprocesora Prvi projekti

Mar 09, 2019

Tri su projekta isporučila mikroprocesor otprilike u isto vrijeme: Garrett AiResearch, Central Air Computer Data (CADC), Texas Instruments TMS 1000 (rujan 1971.) i Intelov 4004 (studeni 1971., zasnovan na ranijem Busicom dizajnu 1969). Nedvojbeno je da je mikroprocesor AL1 Four-Phase Systems također isporučen 1969. godine.


CADC

Godine 1968. Garrett AiResearch (koji je zaposlio dizajnere Ray Holt i Steve Geller) pozvan je da proizvede digitalno računalo koje će se natjecati s elektromehaničkim sustavima, a zatim u razvoju za glavno računalo za kontrolu leta u novom F-14 Tomcat borcu američke mornarice. Dizajn je dovršen do 1970. godine, a za jezgreni je CPU korišten čipset temeljen na MOS-u. Dizajn je bio značajno (otprilike 20 puta) manji i mnogo pouzdaniji od mehaničkih sustava protiv kojih se natjecao, te je korišten u svim ranim modelima Tomcat. Taj je sustav sadržavao "20-bitni, pipelined, paralelni multi-mikroprocesor". Mornarica je odbila dopustiti objavljivanje dizajna do 1997. Zbog toga su CADC i MP944 čipset koji su koristili prilično nepoznati. Autobiografska priča Raya Holta o ovom dizajnu i razvoju prikazana je u knjizi: The Accidental Engineer. [15]


Ray Holt diplomirao je na Politehničkom sveučilištu u Kaliforniji 1968. godine i započeo karijeru u dizajnu računala u CADC-u. Od svog nastanka, bila je obavijena tajnom do 1998. godine, kada je na Holtov zahtjev, američka mornarica dopustila da dokumenti budu u javnoj domeni. Od tada su ljudi [tko?] Raspravljali je li to bio prvi mikroprocesor. Holt je izjavio da nitko nije uspoređivao ovaj mikroprocesor s onima koji su došli kasnije. Prema Parab et al. (2007),

Znanstveni radovi i literatura objavljena oko 1971. otkrivaju da se digitalni procesor MP944 koji se koristi za zrakoplove F-14 Tomcat američke mornarice smatra prvim mikroprocesorom. Iako zanimljiv, to nije bio procesor s jednim čipom, kao što to nije bio Intel 4004 - oboje su više nalik na skup paralelnih građevnih blokova koje možete koristiti za izradu opće namjene. Sadrži CPU, RAM, ROM i dva druga čipa za podršku kao što je Intel 4004. Napravljena je od iste tehnologije P-kanala, radila je po vojnim specifikacijama i imala veće čipove - izvrsno računalno inženjerstvo po svim standardima. Njegov dizajn ukazuje na veliki napredak u odnosu na Intel i dvije godine ranije. Zapravo je radio i letio je u F-14 kada je najavljen Intel 4004. To ukazuje da je današnja industrijska tema konvergentnih DSP-mikrokontrolerskih arhitektura započela 1971. [17]


Ova konvergencija DSP i mikrokontrolera arhitektura je poznata kao digitalni kontroler signala.


Četverofazni sustavi AL1 (1969)

Four-Phase Systems AL1 je 8-bitni bitni čip koji sadrži osam registara i ALU. Dizajnirao ga je Lee Boysel 1969. [20] [21] [22] U to je vrijeme bio dio devetočlanog 24-bitnog CPU-a s tri AL1s, ali je kasnije nazvan mikroprocesor kada je, kao odgovor na parnicu 1990-ih od strane Texas Instrumentsa, konstruiran demonstracijski sustav u kojem je jedan AL1 dio računalnog sustava demonstracije u sudnici, zajedno s RAM-om, ROM-om i ulazno-izlaznim uređajem.


Pico / Opći instrument

Godine 1971. Pico Electronics [24] i General Instrument (GI) uveli su svoju prvu suradnju u IC-ovima, kompletnu IC kalkulator s jednim čipom za Monroe / Litton Royal Digital III kalkulator. Ovaj čip također može tvrditi da je jedan od prvih mikroprocesora ili mikrokontrolera koji imaju ROM, RAM i RISC instrukcijski skup na čipu. Raspored za četiri sloja PMOS procesa bio je ručno nacrtan na x500 skali na mylar filmu, što je u to vrijeme bio značajan zadatak s obzirom na složenost čipa.


Pico je bio spinout od pet inženjera GI dizajna čija je vizija bila stvoriti IC čipove s jednim čipom. Imali su značajno iskustvo prethodnog dizajna na više kalkulatorskih čipseta s GI i Marconi-Elliott. Ključni članovi tima Elliott Automation prvobitno su dobili zadatak da stvori 8-bitno računalo u MOS-u i pomoglo je uspostaviti MOS istraživački laboratorij u Glenrothesu u Škotskoj 1967. godine.


Kalkulatori su postajali najveće jedinstveno tržište za poluvodiče tako da su Pico i GI imali značajan uspjeh na ovom rastućem tržištu. GI je nastavio s inovacijama u mikroprocesorima i mikrokontrolerima s proizvodima uključujući CP1600, IOB1680 i PIC1650. Godine 1987. poslovanje tvrtke GI Microelectronics bilo je izdvojeno u mikrokontroler tvrtke Microchip PIC.


Intel 4004 (1971)

Intel 4004 se općenito smatra prvim komercijalno dostupnim mikroprocesorom, [27] [28] i košta 60 USD (što odgovara $ 371.19 u 2018.). Prvi poznati oglas za 4004 datiran je 15. studenog 1971. i pojavio se u Electronic Newsu. Mikroprocesor je osmislio tim sastavljen od talijanskog inženjera Federica Faggina, američkih inženjera Marciana Hoffa i Stanleya Mazora, te japanskog inženjera Masatoshi Shima.


Projekt koji je proizveo 4004 nastao je 1969. godine, kada je Busicom, japanski proizvođač kalkulatora, zatražio od Intela da napravi čipset za stolna računala visokih performansi. Originalni dizajn tvrtke Busicom pozvao je na programabilni čip koji se sastoji od sedam različitih čipova. Tri čipa trebala su napraviti posebni CPU s programom pohranjenim u ROM-u, a njegovi podaci pohranjeni u memoriji za čitanje i upisivanje u registru pomaka. Ted Hoff, Intelov inženjer zadužen za procjenu projekta, smatrao je da se dizajn Busicom može pojednostaviti korištenjem dinamičkog RAM-a za pohranu podataka, a ne memorije s pomičnim registrom i tradicionalnije CPU arhitekture opće namjene. Hoff je osmislio arhitektonski prijedlog s četiri čipa: ROM čip za pohranjivanje programa, dinamički RAM čip za pohranu podataka, jednostavan I / O uređaj i 4-bitnu središnju procesorsku jedinicu (CPU). Iako nije bio dizajner čipova, osjećao je da se CPU može integrirati u jedan čip, ali kako mu nedostaje tehničko znanje, ideja je za sada ostala samo želja.



Prvi mikroprocesor tvrtke Intel, 4004.


Silikon i legura germanija za mikroprocesore

Dok su arhitektura i specifikacije MCS-4 potjecale od interakcije Hoffa sa Stanleyem Mazorom, softverskim inženjerom koji mu je izvještavao, te s inženjerom Busicom Masatoshi Shimom, tijekom 1969. Mazor i Hoff prešli su na druge projekte. U travnju 1970. godine, Intel je angažirao talijanskog inženjera Federica Faggina kao vođu projekta, što je u konačnici učinilo konačni dizajn CPU-a s jednim čipom stvarnošću (Shima je u međuvremenu dizajnirala firmware Busicom kalkulatora i pomogla Fagginu tijekom prvih šest mjeseci implementacije). Faggin, koji je izvorno razvio silicijsku tehnologiju vrata (SGT) 1968. u Fairchild Semiconductor [31] i dizajnirao prvi svjetski komercijalni integrirani krug pomoću SGT-a, Fairchild 3708, imao je ispravnu pozadinu da vodi projekt u ono što će postati prva komercijalna mikroprocesor opće namjene. Budući da je SGT bio njegov vlastiti izum, Faggin ga je također koristio za stvaranje svoje nove metodologije za slučajni logički dizajn koji je omogućio implementaciju procesora s jednim čipom s odgovarajućom brzinom, rasipanjem snage i troškovima. Voditelj odjela Intelovog MOS dizajna bio je Leslie L. Vadász u vrijeme razvoja MCS-4, ali je Vadászova pozornost bila posve usredotočena na mainstream poslovanje poluvodičkih uspomena pa je ostavio vodstvo i upravljanje projektom MCS-4 Fagginu. , koji je u konačnici bio odgovoran za vođenje projekta 4004 u njegovu realizaciju. Proizvodne jedinice 4004 su prvi put isporučene Busicom u ožujku 1971. i isporučene drugim kupcima krajem 1971. godine.



Gilbert Hyatt

Gilbert Hyatt dobio je patent koji tvrdi da ima izum koji je dat pre i TI i Intel, opisujući "mikrokontroler". Patent je kasnije poništen, ali ne prije nego što su isplaćene značajne naknade