Intel 4004

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене
Intel 4004
CPU
C4004 (Intel).jpg

микропроцесор Intel C4004
Произвеждан от: Oт края на 1971 до 1981
Производител: Intel
Максимална вътрешна честота: 740 kHz
Архитектура: 4-bit BCD
Корпус: 16 pin DIP
Intel 4004 в керамичен корпус (D)

Intel 4004 е първият в света 4-битов централен процесор, пуснат от Intel Corporation на 15 ноември 1971 г. Това е първият еднокристален микропроцесор за масова употреба[1].

Въпреки че този микропроцесор се смята за начало на микропроцесорната и микрокомпютърната индустрия, други производители на интегрални схеми по това време също разработват подобни устройства. 4004 се произвежда в течение на 10 години, но няма търговски успех и оказва много малко влияние върху пазара на електроника. Той обаче е технологичен пробив, който отваря вратата за производство на едночипови микропроцесори и микрокомпютри. Те пък са материалната основа на информационната революция, която промени света в последните 30 години.

Intel 4004 е проектиран и се произвежда по 10-µm P-канална MOS технология. Работи от единствено захранващо напрежение -15 V с работна честота 740 kHz, предлага се в 16-изводен керамичен корпус.[2]Процесорът притежава 46 броя инструкции,които са 8-bit-ови,ако са 2 думи стават 16-bit-ови 2x8-bit.Intel 4004 притежава интерфейс за клавиатура и оперира при температура от 0 до 70 градуса.Извършването за инструкционен цикъл става 10,8 микросекунди.

История[редактиране | edit source]

През 1969 г. Марсиан Хоф (Marcian Hoff ) предлага архитектура на семейство от четири чипа, наречено MCS-4, но не взима участие в развитието му, защото не е конструктор на единочипови устройства. Проектирането започва по-късно, през април 1970 година, когато Федерико Фаджин (Federico Faggin), физик, роден в Италия, е назначен в Интел като ръководител на проект и проектант на MCS-4. Колективът, под ръководството на Фаджин успява за пръв път да интегрира централен процесор в един-единствен чип през 1970-1971 година. Интел взима на работа Фаджин, който е съразработчик на оригиналната Silicon Gate технология със самоцентриране във Фейърчайлд през 1968 година и на нейна основа е създал интегрална схема, Fairchild 3708, на ниво търговски продукт.

В Интел Фаджин разработва нов метод на логическа схемотехника на база на технологията Silicon Gate (дотогава SGT е била технология, използувана основно за създаване на памети) и създава множество оригинални разработки , които позволяват създаването на микропроцесор в един единствен чип: метод за осъществяване на «скрит контакт»; метод за създаване на пряк контакт между поликристален силиций и метал, което позволява свързването на две нива: едното от силиций, а другото от алуминий; откриването на натоварването бутстрап с използуване на поликристален силиций (нещо, което се е считало невъзможно за осъществяване); изобретяване на много специални схеми, например нов статичен преместващ регистър по MOS технология, нов брояч и нов начин за автоматично стартиране при включване на захранването (power-on reset) (патент US 3,753,011).

Масатоши Шима (Masatoshi Shima), инженер по софтуер и цифров хардуер, без никакъв предишен опит като чип-дизайнер, помага на Фаджин при разработването на MCS-4 и по-късно го последва в Zilog, първата фирма, произвеждаща изключително микропроцесори, създадена от Федерико Фаджин и Ралф Унгерман в края на 1974 година. Фаджин и Шима разработват заедно микропроцесора Z80, който се произвежда и до днес.

Според правилата за означение на интегрални схеми на Intel означението на първия микропроцесор следва да бъде 1201. Федерико Фаджин е привърженик на означение 4000, но едва след като узнава за хронологията на Ашер, според която датата на сътворението на света e 4004 г. преди Рождество Христово, използва този довод и получава разрешение от ръководството на Intel за означение 4004.[3]

Технически характеристики[редактиране | edit source]

  • 4-битов паралелен
  • 46 итструкции
  • Двоичен и десетичен работен режим
  • Стандартно работи при температура от 0 до 70 градуса по Целзии
  • 12-битов адресна шина
  • 8-битов иструкции
  • 4-битов данни

Допълнителни чипове[редактиране | edit source]

  • 4001 256 битова енергонезависима памет върху четирибитов И/О порт
  • 4002 40 битова енергонезависима памет върху четирибитов И/О порт организирана от 4 регистъра със 20 битови думи
  • 4003 10 битов паралелен шифт регистър за сканиране на клавиатури,дисплей,принтери и др.
  • 4269 интерфейс за клавиатура и дисплей
  • 4289 интерфейс за паметта

Изводи:[редактиране | edit source]

  • 1 - D0(вход за данни 1)
  • 2 - D1(вход за данни 2)
  • 3 - D2(вход за данни 3)
  • 4 - D3(вход за данни 4)
  • 5 - Vss(захранване)
  • 6 - Clk фаза 1
  • 7 - Clk фаза 2
  • 8 - край синхронизиране
  • 9 - рестартиране
  • 10 - тест
  • 11 - извод на енергонезависима памет
  • 12 - край синхронизиране
  • 13 - извод на енергозависима памет 3
  • 14 - извод на енергозависима памет 2
  • 15 - извод на енергозависима памет 1
  • 16 - извод на енергозависима памет 0

Източници[редактиране | edit source]

  1. Patterson, Dave. The F-14A Central Air Data Computer MP944 Microprocessor. // 1998-09-25. Посетен на 2006-05-20.
  2. 4004 Single Chip 4-Bit P-Channel Microprocessor. // Intel. Посетен на 2012-04-01.
  3. Oral History Panel on the Development and Promotion of the Intel 8008 Microprocessor. // Computer History Museum. Посетен на 2012-04-01.