Texas Instruments TMS1000

TMS1000 "компьютер на микросхеме". Код даты на этой части показывает, что он был произведен в 1979 году. Он находится в 28-контактном пластиковом корпусе с двумя линиями. Микроконтроллер Texas Instruments TMS1100 внутри электронной игры Parker Brothers Merlin

TMS1000 - это семейство микроконтроллеров, представленных Texas Instruments в 1974 году.

Оно объединяет 4-битный центральный процессор, чтение - только линии памяти (ROM), памяти чтения / записи (RAM) и ввода / вывода (I / O) в качестве полного «компьютера на кристалле». Он был предназначен для встроенных систем в автомобилях, бытовой технике, играх и измерительных приборах.

Это был первый коммерческий микроконтроллер большого объема. В 1974 году чипы этого семейства можно было купить в больших объемах примерно по 2 доллара за штуку. К 1979 году около 26 миллионов запчастей этого семейства продавалось ежегодно.

TMS 1000 использовался в собственной Speak Spell обучающей игрушке Big Trak <71 компании Texas Instruments.>программируемый игрушечный автомобиль, а в электронной игре Саймон.

• 1 История
• 2 Серия TMS 0100
• 3 Серия TMS 1000
• 4 Описание
• 5 Ссылки
• 6 Дополнительная литература

Смитсоновский институт утверждает, что инженерам TI Гэри Буну и Майклу Кокрану удалось создать первый микроконтроллер (также называемый микрокомпьютером) в 1971 году. TMS1802NC был однокристальным микроконтроллером, который был анонсирован 17 сентября 1971 года и реализовал четырехфункциональный калькулятор. TMS1802NC, несмотря на свое обозначение, не входил в серию TMS 1000; Позже он был переименован в серию TMS 0100, которая использовалась в калькуляторе TI Datamath. и калькулятор Sinclair Executive.

Более поздняя серия TMS 1000 поступила на рынок в 1974 году. TI подчеркнула, что 4-битный TMS 1000 может использоваться в предварительно запрограммированные встроенные приложения.

Компьютер на кристалле объединяет линии ядра микропроцессора (ЦП), памяти и ввода-вывода (ввод / вывод ) в одну чип. Патент «компьютер на кристалле», в то время называемый «патентом на микрокомпьютер», США. Патент 4074351 был выдан Гэри Буну и Майклу Дж. Кокрану из TI. Помимо этого патента, стандартное значение микрокомпьютер - это компьютер, использующий один или несколько микропроцессоров в качестве процессора (ов), в то время как концепция, определенная в патенте, больше похожа на микроконтроллер.

Семейство TMS1000 в конечном итоге включило варианты как в исходную логику PMOS, так и в NMOS и CMOS. Варианты продукта включали разные размеры ПЗУ и ОЗУ, разное количество операций ввода-вывода и версии без ПЗУ, предназначенные для разработки или использования с внешним ПЗУ. Исходный TMS1000 имел 1024 x 8 бит ПЗУ, 64 x 4 бита RAM и 23 линии ввода / вывода.

Семейство TMS1000 использовало ПЗУ с программированием по маске. Как только пользователь получит отлаженную программу, готовую к использованию, он отправит программу в Texas Instruments, которая затем создаст специальную маску для программирования встроенного ПЗУ. ПЗУ нельзя было изменить в полевых условиях; содержимое фиксировалось по шаблонам, заложенным на чипе производителем. Хотя этот процесс имел высокую начальную стоимость, себестоимость производства была очень низкой, что делало его подходящим для продукции большого объема (скажем, более нескольких тысяч проданных единиц в год).

Все внутренние пути данных процессора имели ширину 4 бита. ПЗУ программ и ОЗУ данных адресовались отдельно, как в архитектуре Гарварда ; это стало типичной характеристикой микроконтроллеров многих других производителей.

ALU имел флаг переноса для указания переполнения и облегчения арифметики с множественной точностью. ОЗУ на кристалле адресуется регистрами X и Y, где X имеет 4 бита, а Y имеет 2 или 3 бита в зависимости от размера RAM на детали. Счетчик программ имел ширину 6 бит, с регистрами «страницы» и «главы» для адресации до 2 КБ памяти программ ПЗУ.

Стек не был предоставлен, но был предоставлен регистр для хранения программного счетчика и флага переноса, чтобы разрешить один уровень подпрограммы (некоторые члены семейства допускали 2 или 3 уровня). Не было возможности прерывания.

В некоторых моделях было всего 4 линии ввода / вывода, потому что у них не было встроенного ПЗУ, и для доступа к внешней памяти программ требовалось ограниченное количество выводов корпуса. Одна версия имела специальные выходы для управления вакуумным флуоресцентным дисплеем и массивом программируемой логики, пригодным для управления семисегментным дисплеем. Четыре линии ввода были предусмотрены для таких целей, как распознавание вводов с клавиатуры, и различное количество линий вывода было предоставлено для управления внешними устройствами или для сканирования строк клавиатуры.

Версии PMOS работали от -9 или -15 В и потребляли около 6 мА. Следовательно, уровни выходной логики были несовместимы с логикой TTL. Части NMOS и CMOS работали с напряжением +5 В в стиле TTL и могли взаимодействовать с логикой 5 В.

Наборы инструкций незначительно различались в зависимости от модели: 43 инструкции в базовом наборе и 54 инструкции в некоторых членах семейства; инструкции были длиной 8 бит. BCD арифметические инструкции были предоставлены, но не были доступны инструкции для логического И или ИЛИ регистров. Подпрограммы были ограничены одним уровнем в некоторых частях (подпрограмма не могла вызвать другую подпрограмму), а в других были доступны 2 или 3 уровня.

Каждая инструкция занимала от 10 до 15 микросекунд для выполнения в частях NMOS и PMOS, но некоторые части CMOS могли выполняться за 6 микросекунд. Внутренний генератор обеспечивал эффективную тактовую частоту около 0,3 мегагерца.

Детали TMS1000 были упакованы в сквозные двухрядные корпуса с 28 или 40 контактами, но некоторые модели для прототипирования были в корпусах с 64 контактами. Все версии имели температурный диапазон от 0 до 70 градусов по Цельсию.

Поскольку они предназначались как однокристальные встраиваемые системы, в TMS не было специальных микросхем поддержки UART и т. Д. Семейство 1000.

1. ^Texas Instruments (2006). "История Texas Instruments 1970-е". Архивировано 18 января 2006 г. из оригинального. 1974: Представлен однокристальный микрокомпьютер TMS1000.
2. ^Texas Instruments (2005). «Однокристальные микрокомпьютеры TMS 1000». Архивировано с оригинального 13 февраля 2005 года. Это оригинальное объявление Texas Instruments о семействе TMS1000 в 1974 году.
3. ^Севиорек, Дэниел П.; Белл, К. Гордон; Ньюэлл, Аллен, ред. (1982). «Часть 3: Компьютерные классы, Раздел 1: Монолитные микрокомпьютеры». Компьютерные структуры: принципы и примеры. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. п. 583. ISBN 0-07-057302-6. Проверено 8 ноября 2017 г. TMS1000 был представлен в 1974 году и использовался в калькуляторе SR-16.
4. ^ Ричард Зуравски, Руководство по встроенным системам, второе издание: проектирование и проверка встроенных систем, CRC Press, 2009, ISBN 1439807639, стр. 12–3
5. ^Дэвид Л. Мортон мл., Джозеф Габриэль, Электроника: история жизни технологии JHU Press, 2007 ISBN 0801887739, стр. 113
6. ^Майкл Остин, Музыкальные видеоигры: производительность, политика и игра Bloomsbury Publishing USA, 2016 ISBN 1501308505, глава 1
7. ^«Прибытие «Калькулятор на чипе».
8. ^«Электронный джин: запутанная история кремния», Фредерик Зейтц, Норман Дж. Эйнспрух, University of Illinois Press, 1998, ISBN 0252023838, стр. 229.
9. ^Патент США № 4074351 (TMS1802NC.)
10. ^«Удивительная история первых микропроцессоров», Кен Ширрифф, 30 августа 2016 г., ieee.spectrum.org.
11. ^Аугартен, Стэн (1983). Самый широко используемый компьютер на микросхеме: TMS 1000. Современное состояние: фотографическая история интегральной схемы. Нью-Хейвен и Нью-Йорк: Ticknor Fields. ISBN 0-89919-195-9. Архивировано из оригинала 17.02.2010. Проверено 12.12.2009. -23.
12. ^«СТАНДАРТНЫЙ КАЛЬКУЛЯТОР НА ЧИПЕ, ОБЪЯВЛЕННЫЙ TEXAS INSTRUMENTS», пресс-релиз. TI, 19 сентября 1971 г. Первоначально на ti.com, но теперь заархивирован. орг.
13. ^С. A. Money, Microprocessor Data Book, Second Edition, Academic Press, 2014, ISBN 1483268705 стр. 35–37

Инженерный персонал Texas Instruments Incorporated, Semiconductor Group (1975). Однокристальные МОП / БИС-микрокомпьютеры серии TMS 1000 (PDF).

Инженерный персонал Texas Instruments Incorporated, Semiconductor Group (1975). Однокристальные MOS / LSI-микрокомпьютеры серии TMS 1000: Справочное руководство программиста (PDF).

Инженерный персонал Texas Instruments Incorporated, Semiconductor Group (декабрь 1976 г.). Руководство по данным серии TMS 1000 (PDF).

Викискладе есть носители, относящиеся к Texas Instruments TMS1000.