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IC设计

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【怀旧】25款震撼世界的芯片 你能认出几个?

导读: 在集成电路占统治地位的半个世纪里,许多杰出的微芯片在人们的难以置信中横空出世,然而在这当中,仅有一小部分成为它们中的佼佼者。它们的设计被证明是如 此的先进、如此的前卫、如此的超前,以致于我们不得不创造出更多的技术词汇来描述它们。

  微芯片设计有时就如同我们的生活一样,有时很小的东西会慢慢积累而变成一件很了不起的东西。设计一个巧妙的微电路,然后将它刻在一片硅上,你的一个小小的 杰作就可能会引发一场科技革命。这一切曾经发生在英特尔8088处理器上。Mostek MK4096型4千比特动态随机存取存储器(DRAM)、德州仪器的TMS32010数字信号处理器也曾经引发过科技革命。

  在集成电路占统治地位的半个世纪里,许多杰出的微芯片在人们的难以置信中横空出世,然而在这当中,仅有一小部分成为它们中的佼佼者。它们的设计被证明是如 此的先进、如此的前卫、如此的超前,以致于我们不得不创造出更多的技术词汇来描述它们。我们甚至可以说是它们为我们带来了让生活变简洁的技术,没有它们我 们的生活将变得冗长乏味。

  西格尼蒂克NE555定时器(1971)

  那是1970年夏季的事情了,它的设计者Hans Camenzind甚至还能回忆起一两件当时关于中国餐馆的事情。在加利福亚州的桑尼维尔的市区,公司有三间办公室,Camenzind的办公室夹在两间 办公室中间,面积很小。当时,Camenzind是当地的一家半导体公司――西格尼蒂克公司的顾问。Camenzind当时经济不宽裕,年薪不超过1.5 万美元,家里还有妻子和四个孩子。

  Camenzind当时真的迫切地需要发明出一件杰出的东西。

  当然他也是这么做的。事实上,这是一款历史上最杰出的微芯片。555是一个简单的IC,可以作为定时器或振荡器。这款微芯片成为了同类产品中最畅销的产品,很快就大规模的应用于厨房用品、玩具、太空飞船以及成千上万的其它产品上。

  现年已经75岁的Camenzind仍然在从事微芯片的设计工作,不过他的家已经不再靠近中国餐馆了。Camenzind回忆称:“当时这个微芯片差一点就没有成功。”

  在萌发设计555的想法的时候,Camenzind正在设计一种被称为锁相环的系统。在经过一些修改后,电路可以像一个简单的定时器那样工作。你设定好时间,它就会在一个特定的时期内运行。听起来非常简单,但是做起来并非如此。

  首先,西格尼蒂克公司的工程部门拒绝了一想法。因为公司当时正在销售一些部件,而客户可以将这些部件用作定时器。这已经为这一想法画上了句号,不过 Camenzind一直坚持着自己的想法。他找到了西格尼蒂克公司的营销经理Art Fury。Fury对这一想法十分欣赏。

  为此,Camenzind花了近一年的时间测试电路试验板原型,并在纸上反复划电路,裁剪Rubylith遮蔽膜。Camenzind称:“当时全是手工制作的,没有电脑。”他最后的设计拥有23个晶体管、16个电阻器和2个二极管。

  555在1971年投入市场,当时在市场上引起了轰动。西格尼蒂克公司在1975年被飞利浦半导体公司收购,也就是现在的恩智浦半导体。555销售量达到 了数十亿部。目前工程师仍然在使用555设计一些有用的模块和一些用处不大的东西,比如为汽车进气格栅设计电影《霹雳游侠》风格的车灯。

  【怀旧】25款震撼世界的芯片 你能认出几个?

  德州仪器的 TMC0281语音合成器(1978)

  如果没有TMC0281,E.T.可能还永远无法“给家里打电话”。这是因为TMC0281是首款单芯片语音合成器,它也是德州仪器推出的“说和拼”( Speak & Spell)学习玩具的“心”(我们是不是应该说是“嘴”呢?)。在史蒂芬·斯皮尔伯格的电影中,外星人用它搭建了自己的行星间发报机(电影中,E.T. 还用一衣架、一个咖啡罐和一把圆锯)。

  TMC0281使用了一种称为线性预测编码的技术传递声音,声音听起来就像一连串的嗡嗡声、嘶嘶声和邦绑声。当年的四个工程师的Gene A. Frantz目前还在德州仪器。他称,这一令人惊讶的解决方案被认为“不可能通过集成电路完成”。微芯片的改进型被用在了Atari街机游戏和克莱斯勒 K-cars中。在2001年,德州仪器将语音合成芯片产线卖给了Sensory公司,后者在2007年晚些时候中止了该产线的生产。如果你需要打一个长 距离或很远很远距离的电话,你可以在易趣上花上大约50美元买一个仍处于良好状态的“说和拼”玩具来满足你的需求。

  【怀旧】25款震撼世界的芯片 你能认出几个?

  摩斯太克公司的MOS Technology 6502微处理器(1975)

  当一个满脸横肉的怪人将这个微芯片装在电脑上,并启动电脑时,整个宇宙都震惊了。这个怪人就是苹果公司创始人之一——斯蒂芬·沃兹尼克,那台电脑就是 Apple I,处理器用的是由摩斯太克公司研发的8位微处理器6502。这一处理器同时也是Apple II、the Commodore PET、BBC Micro等经典电脑以及诸如任天堂和Atari等游戏系统的大脑。该处理器的设计者之一Chuck Peddle回忆称,他们是在1975年的一个贸易展示会上推出这款处理器的。他称:“我们用芯片装满了两个玻璃。我和我的妻子就坐在那里卖这些芯 片。”6502微处理器终于脱颖而出,其原因是,6502的速度并不比它的竞争对手快多少,但是它的价格便宜,每部售价为25美元,而英特尔的8080和 摩托罗拉的6800售价大约在200美元。

  与Peddle一起设计6502的Bill Mensch称,突破之处在于将一个最小限度的指令组与制作程序结合在了一起,它的产量是其它竞争产品的10倍。6502迫使处理器价格下降,为个人电脑 革命起了推波助澜的作用。如今一些嵌入式系统仍在使用这些芯片。更大的兴趣可能是在《飞出个未来》中, 6502是堕落的机器人班德的大脑,这一信息出现在1999年的剧情中。

  在《班德大脑的真象》一文中,《飞出个未来》的电影监制人和主要作者David X. Cohen将解释他为什么将6502选作班德的大脑。

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