Fairchild 9440 - Fairchild 9440

Fairchild 9440 MICROFLAME olarak da bilinen, F9440 ve μFLAME bir oldu 16 bit mikroişlemci tarafından ortaya Fairchild Semiconductor 9440 1977 uygulanan veri Genel Nova 2'nin talimat seti bir tek çipli 40-pin DIP . "MICROFLAME" adı, bir geliştirme yazılım sistemi olan "FIRE" adlı daha geniş bir markalaşma çalışmasının parçasıydı.

Güncellenmiş bir versiyon olan 9445, 1978'de duyuruldu, ancak 1981'in sonlarına kadar pazara ulaşmadı. Bu zamana kadar 16-bit tasarımlar , Motorola 68000 gibi 32-bit tasarımlar ve melezler tarafından geride bırakıldı ve Fairchild, dikkatlerini bu modellere çevirmeye başladı. kendi 32-bit Fairchild Clipper tasarımı. 9445'in temel çekirdeği, MIL-STD-1750A komut setini uygulamak için yeni mikro kod kullanan 9450'yi uygulamak için de kullanıldı .

9440 ve 9445, Data General (DG) tarafından her iki şirketi de sürükleyen sürekli davalara konu oldu . DG sonunda, Fairchild'e 52 milyon doların üzerinde ödeme yaparak Eylül 1986'da devam eden tüm davaları sonuçlandırdı. Fairchild bu dönemde birkaç kez satın alındı ​​ve satıldı ve 1987'de National Semiconductor'da sona erdi. National, 9445'in üretimini sonlandırdı ve birçok kullanıcıyı zor durumda bıraktı. Bu ihtiyacı karşılamak için son sürüm olan IDC9445 tanıtıldı.

Tarih

Nova

Veri Genel NOVA tek tek kullanılarak uygulanan, 1969 tanıtılan entegre devreler (IC) bir 15x15 inç üzerine monte edilmiş devre levhası . Tasarım karmaşıklığını ve dolayısıyla kart boyutunu ve maliyetini azaltmak için, aritmetik mantık birimi (ALU) yalnızca 4 bit genişliğindeydi ve tek bir 74181 IC kullanılarak uygulandı . Bu da 16 bit talimat tamamlamak için dört makine döngüleri gerekli geliyordu, ama aynı zamanda sistem rakip çok daha az pahalı izin minibilgisayarlarını gelen Digital Equipment Corporation (DEC) veya Hewlett-Packard . NOVA çok başarılıydı ve DG'yi 1970'lerde mini bilgisayar pazarında DEC'nin arkasından ikinci sıraya yerleştirdi.

1970'de DG, bit-dilim tarzında dört 74181'i kullanan ve böylece orijinal NOVA'dan yaklaşık dört kat daha hızlı koşan tam 16-bit genişliğinde ALU'ya sahip SuperNOVA'yı tanıttı . Bu, daha hızlı çekirdek bellek ve isteğe bağlı yarı iletken bellek gibi diğer değişikliklerle daha da güçlendirildi ve SuperNOVA'yı bir süredir en hızlı mini haline getirdi. Bu aynı zamanda , aynı temel komut seti mimarisini (ISA) uygulayan iki farklı merkezi işlem birimi tasarımı olduğu anlamına geliyordu . Her iki tasarımın gelişimi devam ettikçe, ikisi modifiye edildi, böylece daha hızlı sürüm, orijinal olarak daha düşük hızlı donanımı çalıştıran mevcut makinelere bırakılabildi. Bu NOVA 2, 3 ve 4 serisine yol açtı.

mikroNOVA

Özellikle 1970'ler boyunca yarı iletken üretim süreçlerinin iyileştirilmesi , NOVA gibi bireysel IC CPU tasarımları üzerinde artan bir baskı yarattı. Başlangıçta, yalnızca 4 bit ve daha sonra 8 bit CPU'lar tek bir çip üzerinde kolayca üretilebiliyordu, ancak 1970'lerin ortalarında 16 bitlik tasarımlar ortaya çıktı. 1973'te National Semiconductor , yalnızca beş IC'den oluşan bir sette NOVA benzeri bir sistem uygulayan IMP-16'yı tanıttı . Ertesi yıl, PACE'leri bunu tek bir IC'ye indirdi. Bu dönemde, TI-990 mini bilgisayarlarını uygulayan Texas Instruments TMS 9900 ve PDP-8'in tek çipli bir versiyonu olan Intersil 6100 dahil olmak üzere birçok benzer tasarım ortaya çıktı .

DG'nin bu sistemlere yanıt vermesi gerekiyordu ve NOVA 3 komut setini uygulayan tek çipli bir tasarım olan microNOVA mN601'in geliştirilmesine başladı. Ayrıca, daha önce NOVA sistemleri için isteğe bağlı bir eklenti olan donanım tek duyarlıklı çarpma ve bölme özelliğini ekledi. 1976'nın başlarında duyuruldu ve isteyen herkese satıldı - tek bir çip, destek çipli bir CPU kartı veya eksiksiz bir paketlenmiş NOVA makinesi olarak satın alınabilirdi. Bireysel çipler 225$'a veya 100'lük lotlar halinde 95$'a satıldı. Ancak daha sonra DG, komple sistemlerin satışı lehine 601'in doğrudan satışını durdurdu.

mN601, NMOS teknolojisi kullanılarak uygulandı ve bu nedenle güç kaynağından dört ayrı giriş voltajı gerektirdi. Ayrıca dahili bir saati yoktu ve sistemin onu sürmek için iki fazlı bir saat sinyali sağlamasını gerektiriyordu. Normal olarak 240 ns saat (~4.2 MHz) kullanarak oldukça düşük hızlarda çalıştı ve talimatları 2.4 ila 10 µs'de tamamladı. Bu, otobüs performansındaki sınırlamalarla birlikte, sistemin orijinal bir Nova'nın yarısı kadar hızlı çalıştığı anlamına geliyordu.

Nova serisinin evrimi boyunca, sistemler öncelikle 1960'larda IC tasarımında lider olan Fairchild Semiconductor'ın ayrı IC'leri kullanılarak inşa edilmişti . Bu ilişki, Sunnyvale, California'daki DG'ye ait yeni bir fabrikada üretilen microNOVA ile sona erdi .

9440

Tarihsel kayıtta kayıtlı olmayan nedenlerden dolayı Fairchild, Data General'in onayı olmadan NOVA tasarımının kendi tek çipli uygulamasını üretmeye karar verdi. Mahkemeler, bir CPU'nun talimat setinin telif hakkına tabi olmadığına zaten karar vermişti ve bu, farklı dahili uygulamalar kullanarak IBM anabilgisayar uyumlu sistemleri uygulayan şirketler tarafından birkaç kez test edildi . DG ayrıca, her ikisi de DG tasarımlarına benzeyen IMP-16 ve PACE'nin tanıtımı hakkında hiçbir şey yapmamıştı.

Fairchild'ın Nova'nın yeni bir uygulamasının yasal olarak uygun olacağına inanmak için yeterli nedeni vardı. Şaşırtıcı bir şekilde, DG 1977'de tasarım ihlali için değil, Fairchild'in DG'nin müşterilerini lisans anlaşmalarını bozmaya ikna ettiğini iddia ederek dava açtı. Bunlar, DG yazılımının yalnızca DG donanımı üzerinde çalışmasına izin verilmesini şart koşuyordu. Ertesi yıl, Fairchild, DG'nin lisansının rekabet karşıtı yasaları çiğnediğini iddia ederek karşı dava açtı.

9440, mN601'den çok daha pahalıydı; ilki, yazılım paketi de dahil olmak üzere 100 lot halinde 395 dolara satılırken, daha sonra aynı miktar için 95 dolardı. Daha yüksek fiyatlar ve dava kombinasyonu 9440'ı yavaş bir satıcı yaptı ve Fairchild'in normal ortaklarından hiçbiri tarafından ikinci kaynak olarak alınmadı.

9445

9445 işlemcinin ölümü

Güncellenmiş bir sürüm olan 9445, 1978'de duyuruldu. Yeni bir 2 mikron işlemi kullanan 9445, mikro kodda NOVA 3 komut setini uyguladı, yerleşik donanım çarpma ve bölme ekledi ve 128 kWord'a kadar adresleme ekledi. Orijinal bir NOVA ile yaklaşık aynı hızda çalışan 9440'ın aksine, 9554 oldukça hızlıydı; Fairchild, gerçek bir NOVA 3'ten on kat daha hızlı çalışacağını iddia etti.

Üretim sorunları büyük ölçüde pazara girişini geciktirdi. Bu, bu noktaya kadar denenen en büyük bipolar CPU'lardan biriydi. 9445 nihayet 1981'in sonlarında 16 MHz'de teslimatlara başladı ve daha sonra 20 ve 24 MHz'e yükseldi. Bu zamana kadar ilk 32 bit mikroişlemciler piyasaya çıkıyordu ve Nova tabanlı makinelerin tümü eskiydi.

DG tekrar dava açtı ve sonunda devam eden on bir dava vardı. Başlangıçta bir petrol hizmetleri şirketi olan ancak şubeleşmek isteyen Schlumberger , 1979'da Fairchild'i satın aldı. Bu, Fairchild'ın iyi bir sermayeye sahip olduğu ve davalarla mücadele etmeye devam ettikleri anlamına geliyordu. 1986'da, daha yeni IBM PC tasarımları pazarlarını ele geçirmeye başlayınca mini bilgisayar pazarı çökerken , DG yerleşmeye karar verdi. Eylül 1986'da DG, Fairchild'e 52,5 milyon dolar ödemeyi kabul etti. Bu zamana kadar NOVA hattı artık yapılmadı ve 9445'e olan ilgi çoktan öldü.

Schlumberger işi bırakmaya karar verdi ve 1987'de Fairchild'i hattın üretimini hemen sonlandıran National Semiconductor'a sattılar .

ICD9445

PC'ler için 9445 tabanlı eklenti kartları yapan Strobe Data, ICD9445'in üretimine devam etmek için IC Designs ile sözleşme yaptı. Bu sürüm 1.25 μm CMOS formunda üretildi ve 1990'da teslimatlara başladı. Bu sürüm 9445'ten iki kat daha hızlı çalıştı ve onu şimdiye kadarki en hızlı Nova yaptı.

Açıklama

9440

NMOS mN601'in aksine Fairchild'ın 9440 tasarımı, Fairchild'in tescilli 3 mikron bipolar transistör Isoplanar Integrated Injection Logic işlemi, I 3 L kullanılarak yapıldı. Bu bir transistör-transistör mantığı (TTL) sistemiydi, bu nedenle ortaya çıkan çip yalnızca tek bir çip gerektiriyordu. mN601'in dört seviyeli beslemesi yerine +5V güç kaynağı. İşlem ayrıca 12 MHz'e kadar daha hızlı çalışmasına izin verdi; mN601 orijinal Nova'nın yaklaşık yarı hızında çalışırken, 9440 Nova 1200'ün hızında çalıştı. Ayrıca saat üreteci ve osilatörü de entegre ederek ek harici saat desteğine olan ihtiyacı ortadan kaldırdılar, ancak harici bir saati okuyabilir. biri sağlandı. Aynı 40 pimli sevk DIP mN601 olarak.

Dahili olarak, sistem NOVA 2'den farklıydı; veri sayfasının belirttiği gibi, "Data General NOVA mini bilgisayar serisinin CPU'larından yapısal olarak farklı olmasına rağmen, 9440 karşılaştırılabilir performans sunar ve aynı komut setini yürütür." Bu mümkün oldu çünkü komut seti mikro koddaydı ve CPU'nun (teoride) herhangi bir tasarımda olmasına izin veriyordu .

μFLAME, komut seti NOVA 3'e değil NOVA 2'ye dayandığından ve bu nedenle 3'te tanıtılan donanım yığınından yoksun olduğundan, programlama modelinde mN601'den biraz farklıydı . mN601, ancak bu isteğe bağlı 9443 Özel İşlev Birimi ile eklenebilir. 9441 Bellek Kontrol Birimi (MCU) ve 9442 G/Ç Kontrol Birimi tüm sistemi tamamlar. 9440 ile özel olarak ilgisi olmayan Fairchild ayrıca uygun dinamik RAM yongaları (DRAM), 4 kB 93481 ve 16 kB 93483 sattı.

mN601 ve 9440 arasında iki önemli fark daha vardır. 9440 , bir DMA işleminin başlangıcını ve sonunu belirtmek için doğrudan bellek erişimi (DMA) sinyallerini içerirken , bunları aldığında sistem veri yolunu duraklattı ve serbest bıraktı. Verileri gerçekten belleğe taşımak harici donanıma kalmıştı. Buna karşılık, NOVA, işlemcinin kendisinin 0001 bellek konumundaki bir adresten atlayarak verileri taşımasına izin veren isteğe bağlı bir kesme gerçekleştirdi. Ek olarak, mN601, her 20.000 dahili döngüde bir yenileme gerçekleştiren dahili bir DRAM yenileme sistemine sahipti. 9440'ta dahili olarak bu yoktu ve bunu 9441'e bıraktı.

Fairchild ayrıca sistem için bir geliştirme paketi olan FIRE paketini de sundu.

9445

Artık MICROFLAME olarak anılmayan 9445, 9440'ta büyük bir ilerlemeydi. Önemli bir değişiklik, 3 mikrondan 2 mikron özellik boyutlarına geçişti, bu da verimi etkilemeden çip üzerinde daha fazla kapının oluşturulmasına izin verdi. ve çalışma hızlarının 9440'ın iki katı olan 24 MHz'e yükseltilmesine izin verir.

9445, donanım yığınını desteklemek için SP (yığın işaretçisi) ve FP (çerçeve işaretçisi) kayıtlarını ekleyerek NOVA3 komut setini tam olarak uyguladı. 9445 ayrıca NOVA3'ün adres alanını 32 kWord'dan 128'e çıkaran yeni sıra anahtarlamalı bellek sistemini de destekledi. Bu değişiklik aynı zamanda NOVA3'ün toplam on bir olmak üzere üç yeni adresleme modunun eklenmesini gerektirdi. 9440'ın dışında bırakılan donanım tabanlı 16 bit çarpma ve bölmeyi ekleyerek 9443'e olan ihtiyacı ortadan kaldırdı. Üstüne , 8'de çalışabilen kayan nokta matematiğine yardımcı olmak için bir dizi yeni işlem kodu ekledi. -, 16- veya 32-bit veri. ALU, 4 bitten tam 16 bit uygulamaya genişletildi ve genel performansı büyük ölçüde geliştirdi.

9450

Fairchild, 9450'yi üretmek için 9445'in aynı temel işlemci tasarımını farklı mikro kodla kullandı. Bu , Nova'nınki yerine MIL-STD-1750A komut setini sağladı . Bu, diğer 1750A uygulamalarının çoğunda isteğe bağlı bir harici çip olan yerleşik bir matematik işlemcisi sunarak pazara 1985'te ulaştı.

Referanslar

alıntılar

bibliyografya