KrNews #07 15 января 1999

Программирование

История - Микропроцессоры.

_

            Микропроцессоры
_

(C) Марк Герец, Byte No. 9, 1985
              (C) Viper/Techno Lab, 1998

          Неформальная история

  В  1959  году  инженеры из фирмы Texas
Instruments  придумали,  как расположить
более одного транзистора на той же самой
подложке и соединить эти транзисторы без
проводов.  Таким образом родилась интег-
ральная микросхема, или сокращенно ИС. В
настоящее  время такие тоненькие плоские
кусочки кремния могут содержать миллионы
транзисторов, их называют попросту чипа-
ми.
  В 1969 году фирма, просуществовавшая к
тому  времени всего один год, называемая
Intel,  объявила  о создании микросхемы,
содержащей 1 Кбит памяти типа RAM. Тогда
еще  не существовало других компьютерных
чипов, к которым можно было бы привязать
эту  микросхему  памяти,  но  было много
других  приложений для такой микросхемы,
тем  более что эта память была самой ем-
кой  из  всех  тех, что производились до
тех пор.
  Примерно  в  то  же время - летом 1969
года - к фирме Intel обратилась японская
компания  Busycom, занимающаяся выпуском
калькуляторов, с заказом на производство
набора   специализированных   микросхем.
Микросхемы  были  разработаны инженерами
фирмы Busycom для нового семейства каль-
куляторов этой японской фирмы. Калькуля-
торы  должны  были  содержать  несколько
микросхем, каждая из которых состояла из
3000-5000 транзисторов.
  Группе инженеров из фирмы Busycom, ко-
торая получила представительство в фирме
Intel, был придан от фирмы Intel один из
ее разработчиков Тед Хофф. Хофф познако-
мился  с  проектом,  предложенным фирмой
Busycom,  и  нашел,  что  проект слишком
сложен  для того, чтобы оказаться рента-
бельным.  До этого он работал с вычисли-
тельной   машиной   PD-7  фирмы  Digital
Equipment  Corporation   (DEC),  которая
имеет  очень  ограниченный набор команд.
Хофф рассудил, что сложность калькулято-
ра может быть сильно уменьшена, если ис-
пользовать в нем небольшой универсальный
процессор.  Такой  подход,  использующий
программное обеспечение вместо электрон-
ной  логики для вычислений, должен резко
повысить  потребность калькулятора в па-
мяти,  но  в  тот момент фирма Intel как
раз и занималась производством устройств
памяти. Хофф также понял, что такой про-
цессор  может  быть  применен и в других
приложениях, и он продал свою идею руко-
водству фирмы Intel.
  Разработчики  фирмы  Busycom  все  еще
продолжали  работать  по своему первона-
чальному проекту, когда Хофф и его груп-
па  начали  работать  над альтернативным
проектом. Хотя инженеры из фирмы Busycom
до  предела  упростили  свой проект, все
равно  каждая микросхема должна была со-
держать  более  2000 транзисторов, и для
работающего  калькулятора требовалось 12
таких  микросхем.  Группа Хоффа считала,
что  для  их процессора потребуется 1900
транзисторов.
  Универсальный  процессор Хоффа выиграл
соревнование с проектом фирмы Busycom, и
фирма Intel получила от Busycom контракт
на производство микросхемы универсально-
го  процессора,  который  позже  получил
название 4004.


      4-х разрядный микропроцессор

  Непосредственное  производство микрос-
хем  оказалось  довольно  трудным делом,
пока  в  начале 1970 года с фирмой Intel
не  начал  сотрудничать Фредерико Фаджин
(который  позже  основал  фирму  Zilog).
Фредерико  Фаджин  довел  микросхему  от
стадии концепции до кремниевого кристал-
ла всего за девять месяцев. Сначала фир-
ма Intel продавала процессор 4004 исклю-
чительно  фирме  Busycom,  но летом 1971
года получила право продавать набор мик-
росхем другим производителям.
  В  ноябре 1971 года фирма Intel рекла-
мировала  свой 4004 как четырехразрядный
процессор, выполняющий 60 000 операций в
секунду. К февралю 1972 года фирма Intel
продала  этих  процессорных  наборов  на
сумму 85 000 долларов.


 Рождение 8-разрядного микропроцессора

  В то самое время, когда разрабатывался
процессор   4004,  фирма  CTC  (Computer
Technology  Corporation, ныне Dataroint)
предложила  двум  фирмам - Intel и Texas
Instruments - разработать  БИСы для ее
нового  интеллектуального терминала. Обе
фирмы  предложили  8-разрядный процессор
общего назначения. Можно проследить сте-
реотип  развития:  4-разрядных процессор
для калькуляторов, поскольку калькулято-
ры работают в двоично-десятичном коде, и
8-разрядный  для  терминалов,  поскольку
терминалы имеют дело с символами.
  Фирма  CTC  не выбрала ни один из этих
вариантов;  она  построила свой терминал
на  стандартных  логических микросхемах.
Но  тем  не  менее  и  Intel и TI (Texas
Instruments) продолжили работу над свои-
ми  проектами. Texas Instruments в конце
концов получила патент на свою микросхе-
му,  а фирма Intel дала рождение процес-
сору 8008.
  Процессор 8008, представленный в апре-
ле  1972 года, был первым появившемся на
рынке  8-разрядным  микропроцессором. Он
требовал  по  меньшей  мере 20 микросхем
поддержки,  зато мог выполнять 45 команд
со  скоростью 300 000 команд в секунду и
мог адресовать чудовищное количество па-
мяти  в 16 Кбайт. В то время это был ог-
ромный  Объем  памяти,  и процессор 8008
был  серьезным шагом по сравнению с про-
цессором 4004.
  Документация  по микропроцессорам 4004
и  8008 была сплошной загадкой. Она под-
разумевала,  что вы знаете все, что было
в  этой  области  до того, как вы начали
читать эту документацию. Таким недостат-
ком  обладает  большая часть технической
литературы и по сей день.
  Первоначальная цель, которую преследо-
вала фирма Intel, разрабатывая микропро-
цессоры  4004 и 8008 была замена "произ-
вольной  логики" - по-другому  говоря,
"множеством  МИС и СИС, соединенных друг
с  другом проводами". Очень немногие ду-
мали  тогда,  что  эти  микросхемы могут
пригодиться  для  универсальных вычисли-
тельных  машин.  Но  некоторые фантазеры
были  заинтригованы  самой  возможностью
иметь   вычислительную  машину,  которая
способна  делать хоть что-нибудь. Правда
и раньше существовали наборы, из которых
можно  было собрать вычислительную маши-
ну,  но они более подходили для демонст-
рации  принципов вычислительной техники,
чем для выполнения вычислительных задач.
Доступность  процессора  8008 радикально
изменила ситуацию.
  В   1973  году  фирма  Selby  Computer
Consulting Engineering объявила о созда-
нии  первой  универсальной  микро-ЭВМ на
основе  микоропроцессора  8008.  За этим
последовала  машина  RGS-008  фирмы  RGS
Electronics. Затем в июле 1974 года жур-
нал  RadioElectronics познакомил читате-
лей  с  микро-ЭВМ  Mark-8, разработанной
Джонатаном Титусом.
  До  этого момента все статьи и реклам-
ные объявления о микро-ЭВН заканчивались
публикациями  в  радиолюбительских изда-
ниях.  Mark-8  был первым микрокомпьюте-
ром,  о  котором  появилось  сообщение в
журнале  по общим проблемам электроники.
Эти  первые микрокомпьютеры были все еще
более  демонстративными,  чем полезными,
однако микрокомпьютерная революция нача-
лась.

         продолжение следует...