История микроэлектроники, от транзистора к микросхемам
Сегодня 15/11/2020, ровно сорок девять лет назад, 15 ноября 1971 г. Intel выпустила первый в мире микропроцессор
Коммерческий микропроцессор Интел - 4004, который стал первым
патентованным процессором формата "микро". В истории этот день записан
как знаменательное событие 15.11.1971 года, однако все началось на три
года раньше, когда компания NCMC из Японии предложила Интел создать
двенадцать микросхем для инновационного калькулятора Busicom 141-PF.
Инженеры Федерико Фэггин, Тед Хофф при участии Стэнли Мазора приступили
к созданию микросхемы и разработали новшество, которое стало настоящей
гордостью и легендой компанию.
На тот момент шестнадцати контактный микропроцессор с 2300 полевыми
МОП-транзисторами, работающий на частоте 740 кГц, по десяти
микронной технологии процессор тиража 4004, стал прорывом в области
микроэлектроники.
Intel 4040 - 4-битный микропроцессор (улучшенный), разработанный Intel Corp. и выпущенный в 1974 году. Микросхема является преемником Intel 4004 и предшественником первого 8-битного микропроцессора Intel 8008.
Чип i4040 содержал 3000 транзисторов, размещённых на одном кристалле по техпроцессу 10мкм. Микропроцессор использовался, в основном, в игровых устройствах, в микроконтроллерах, управляющих различными процессами, и в тестовых устройствах. Корпус i4040 вдвое шире корпуса i4004 и имеет 24 вывода (Это замышлялось с самого начала, но из-за политики тогдашнего руководства Intel, все микросхемы выпускались в корпусах с 16 выводами, из-за чего i4004 не смог реализовать первоначально задуманных функций). В новый процессор добавили 14 новых команд к 46 старым, увеличили количество регистров до 24, расширили память команд до 8кб и увеличили глубину стека до 7-ми уровней, также самое важное - появилась поддержка прерываний (отдельная линия ввода)[1] . Семейство микросхем i4040 также именовали как MCS-40. Выпускались микросхемы 3-х типов: C4040, D4040, P4040.
Характеристики i4040:
Разрядность регистров 4 бит
Внутренняя шина: 4 бита
Внешняя шина: мультиплексированная для адреса, данных, управления - 4
бита
Область программ: 2 банка (2 линии CM)
Область данных: 4 банка (4 линии CM), или 8 банков (4 линии CM с
дешифратором)
Рабочая тактовая частота 500-740кГц (max. ~740,740...кГц)
Полная программная совместимость с i4004
Добавлена поддержка прерываний
Добавлены режимы остановки программы Halt, Stop и пошаговое выполнение
программы
Набор инструкций расширен до 60 команд (46+14 новых)
Память команд (ПЗУ) расширена до 8 Кбайт
Число регистров увеличено до 24
Глубина стека теперь составляет 7 уровней.
Напряжение питания +15V
Корпус DIP24
Состав микропроцессорного комплекта i4004:
4201 - тактовый генератор, схема
формирования сигналов RESET, STOP/ACK, и импульсов пошагового исполнения.
4001 - 256-байтовое масочное ПЗУ (256 8-битовых
программных инструкций), и один встроенный 4-битный порт ввода-вывода.
4002 - 40-байтовое ОЗУ (80 4-битных ячеек), и один
встроенный 4-битный выходной порт; RAM в чипе организована в 4 "регистра"
из двадцати 4-битных ячеек:
16 ячеек данных (в оригинальном калькуляторе использовались для цифр
мантиссы)
4 ячейки состояния (в оригинальном калькуляторе использовались для цифр
экспоненты и знаков)
4003 - 10-битный расширитель вывода (сдвиговый регистр,
преобразующий последовательный код в параллельный)
4008, 4009 - комплект для подключения стандартных чипов
памяти (ПЗУ, ППЗУ, ОЗУ) и портов ввода-вывода. Позволяет подключить до
16 разных устройств памяти в формате 8 бит адреса, 8 бит данных. Для
записи в ОЗУ используется ранее недокументированная команда WPM (Write
Program Memory). Также поддерживается до 16 четырёхбитных портов ввода и
до 16 четырёхбитных портов вывода. Intel рекомендует совместно
использовать чипы: 4316 (2048 байт масочное ПЗУ), 4702А (256 байт ППЗУ/EPROM),
4101 (256 байт статическое ОЗУ).
4308 - 1024-байтовое масочное ПЗУ (1024 8-битовых
программных инструкций), и четыре встроенных 4-битных порта ввода-вывода.
Полная замена для четырёх схем 4001.
4289 - схема для подключения стандартных чипов памяти и
портов ввода-вывода. Более поздняя замена 4008/4009 в одном корпусе.
4207, 4209, 4211 - порты GPIO (4 порта по 4 бит). Схемы
имеют адрес 3 в области программ, поэтому не могут использоваться
совместно с 4008/4009/4289, а схемы 4001/4308 не должны занимать адрес
3. Можно использовать одновременно до восьми схем, используя для выбора
линии CM-RAM.
4207 - 8 бит синхронного вывода данных, 4 выходных бита
управления, 4 входных бита управления.
4209 - 8 бит синхронного ввода данных, 4 выходных бита
управления, 4 входных бита управления.
4211 - 8 бит синхронного вывода данных, 8 бит синхронного
ввода данных.
4265 - 4 универсальных четырёхбитных порта ввода/вывода.
Программно поддерживаются 14 режимов. Полностью замещает один из банков
ОЗУ 4002.
4269 - программируемый контроллер клавиатуры и дисплея.
Производит циклическое сканирование двух клавиатурных матриц 8*8 (128
клавиш) и циклический вывод 2*16*4 бит данных для управления дисплеем.
Полностью замещает один из банков ОЗУ 4002.
По материалам сайта Википедия и информации из интернета.
На предыдущую страницу Полезные статьи На следующую страницу
О компании О документах О рекламе Меню Карта