Dom > Izložba > Sadržaj

Istorija mikroprocesora Prvi projekti

Mar 09, 2019

Tri projekta su isporučila mikroprocesor otprilike u isto vrijeme: Garrett AiResearch centralni kompjuter za podatke o zraku (CADC), Texas Instruments TMS 1000 (rujan 1971) i Intelov 4004 (studeni 1971, zasnovan na ranijem dizajnu Busicom 1969). Može se reći da je mikroprocesor AL1 Four-Phase Systems takođe isporučen 1969. godine.


CADC

Godine 1968. Garrett AiResearch (koji je angažovao dizajnere Ray Holt i Steve Geller) pozvan je da proizvede digitalni kompjuter koji će se natjecati sa elektromehaničkim sistemima koji su zatim u razvoju za glavni kompjuter kontrole leta u novom F-14 Tomcat borcu američke mornarice. Dizajn je završen do 1970. godine i koristio je MOS čipset kao centralni procesor. Dizajn je bio značajno (približno 20 puta) manji i mnogo pouzdaniji od mehaničkih sistema protiv kojih se natjecao, te je korišten u svim ranijim modelima Tomcat. Ovaj sistem je sadržavao "20-bitni, pipelined, paralelni multi-mikroprocesor". Mornarica je odbila da dozvoli objavljivanje dizajna do 1997. godine. Zbog toga je CADC, i MP944 čipset koji je koristio, prilično nepoznata. Autobiografska priča Raya Holta o ovom dizajnu i razvoju predstavljena je u knjizi: The Accidental Engineer. [15]


Ray Holt je diplomirao na Politehničkom univerzitetu u Kaliforniji 1968. godine i počeo je karijeru dizajna računara u CADC-u. Od svog nastanka, bila je obavijena tajnom do 1998. godine, kada je na Holtov zahtjev, američka mornarica dozvolila da dokumenti budu u javnom domenu. Od tada su ljudi [ko?] Raspravljali da li je ovo bio prvi mikroprocesor. Holt je izjavio da niko nije uporedio ovaj mikroprocesor sa onima koji su došli kasnije. Prema Parab et al. (2007),

Znanstveni radovi i literatura objavljena oko 1971. godine otkrivaju da se digitalni procesor MP944 koji se koristi za avione F-14 Tomcat američke mornarice smatra prvim mikroprocesorom. Iako zanimljiv, to nije bio procesor sa jednim čipom, kao što to nije bio Intel 4004 - oboje su bili više skup paralelnih građevinskih blokova koje možete koristiti za izradu opće namjene. Sadrži CPU, RAM, ROM i još dva čipa za podršku kao što je Intel 4004. Napravljena je od iste tehnologije P-kanala, radila je po vojnim specifikacijama i imala veće čipove - odličan kompjuterski inženjering 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 počela 1971. [17]


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


Four-Phase Systems 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 vreme, ona je bila deo devetočlanog 24-bitnog CPU-a sa tri AL1-a, ali je kasnije nazvana mikroprocesor kada je, kao odgovor na parnicu 1990-te od strane Texas Instrumentsa, konstruisan demonstracioni sistem gde je jedan AL1 deo kompjuterskog sistema demonstracije u sudnici, zajedno sa RAM-om, ROM-om i ulazno-izlaznim uređajem.


Pico / Opći instrument

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


Pico je bio spinout od pet inženjera GI dizajna čija je vizija bila da kreiraju IC čipove sa jednim čipom. Imali su značajno iskustvo prethodnog dizajna na više čipova kalkulatora sa GI i Marconi-Elliott. Ključni članovi tima prvobitno su bili zaduženi od strane Elliott Automation-a da stvori 8-bitni kompjuter u MOS-u i pomogao je da se 1967. u Glenrothes-u, Škotska uspostavi istraživačka laboratorija MOS-a.


Kalkulatori su postajali najveće jedinstveno tržište za poluprovodnike tako da su Pico i GI imali značajan uspjeh na ovom rastućem tržištu. GI je nastavio sa inovacijama u mikroprocesorima i mikrokontrolerima sa proizvodima uključujući CP1600, IOB1680 i PIC1650. Godine 1987, GI Microelectronics poslovanje je izašlo u Microchip PIC mikrokontrolerski posao.


Intel 4004 (1971) \ t

Intel 4004 se generalno 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. novembra 1971. i pojavio se u Electronic News. Mikroprocesor je dizajnirao tim sastavljen od italijanskog inženjera Federika Faggina, američkih inženjera Marciana Hoffa i Stanleya Mazora, i japanskog inženjera Masatoshi Shima. [30]


Projekat koji je proizveo 4004 nastao je 1969. godine, kada je Busicom, japanski proizvođač kalkulatora, zatražio od Intela da napravi čipset za stolne kalkulatore visokih performansi. Originalni dizajn kompanije Busicom pozvao je na programabilni set čipova koji se sastoji od sedam različitih čipova. Tri čipa su napravila CPU za posebne namjene sa svojim programom pohranjenim u ROM-u i njegove podatke pohranjene u memoriji za čitanje i pisanje u registru pomaka. Ted Hoff, Intelov inženjer zadužen za procjenu projekta, vjerovao je da bi dizajn Busicom mogao biti pojednostavljen korištenjem dinamičkog RAM prostora za pohranu podataka, a ne memorijske memorije smjenskog registra, te tradicionalnije CPU arhitekture opće namjene. Hoff je predložio arhitektonski prijedlog od četiri čipa: ROM čip za pohranjivanje programa, dinamički RAM čip za pohranu podataka, jednostavan I / O uređaj i 4-bitnu centralnu procesorsku jedinicu (CPU). Iako nije bio dizajner čipova, smatrao je da se CPU može integrirati u jedan čip, ali kako mu nedostaje tehničko znanje, ideja je ostala samo želja za sada.



Prvi mikroprocesor kompanije Intel, 4004.


Silikon i legura germanijuma za mikroprocesore

Dok je arhitektura i specifikacije MCS-4 došle iz interakcije Hoff-a sa Stanleyem Mazorom, softverskim inženjerom koji mu je izvještavao, i sa inženjerom Busicom Masatoshi Shimom, tokom 1969. Mazor i Hoff su prešli na druge projekte. U aprilu 1970. godine, Intel je angažovao italijanskog inženjera Federika Faggina kao vođu projekta, što je u konačnici učinilo konačni dizajn CPU-a sa jednim čipom stvarnošću (Shima je u međuvremenu dizajnirala firmver Busicom kalkulatora i pomogla Fagginu tokom prvih šest mjeseci implementacije). Faggin, koji je prvobitno razvio tehnologiju silikonskih vrata (SGT) 1968. godine u Fairchild Semiconductor [31] i dizajnirao prvi svjetski komercijalni integrirani krug koristeći SGT, 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 koristio i za kreiranje svoje nove metodologije za slučajni logički dizajn koji je omogućio implementaciju CPU-a s jednim čipom s odgovarajućom brzinom, rasipanjem snage i troškovima. Menadžer Intelovog MOS dizajnerskog odeljenja bio je Leslie L. Vadász u vreme razvoja MCS-4 ali Vadászova pažnja je bila u potpunosti fokusirana na mainstream poslovanje poluprovodničkih uspomena pa je ostavio rukovodstvo i upravljanje projektom MCS-4 Fagginu , koji je u konačnici bio odgovoran za vođenje projekta 4004 za njegovu realizaciju. Proizvodne jedinice 4004 su prvo isporučene Busicom u martu 1971. i isporučene drugim kupcima krajem 1971. godine.



Gilbert Hyatt

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