TechSavvyZone

Достижение обещания МОП более высокой плотности и более низкой стоимости, чем у биполярных (1960 Milestone), оказалось сложнее, чем предполагалось, из-за сложных вопросов производства и надежности. Докладчики на симпозиуме по физике отказов в электронике сравнили конкурирующие решения с историей о слепом и слоне — все зависит от того, какую часть вы изучаете. Фредерик Хейман и Стивен Хофштейн построили экспериментальную 16-транзисторную ИС в RCA в 1961 году и позже внесли важный вклад в понимание качества поверхностного оксида.

Между 1963 и 1966 годами Брюс Дил, Эндрю Гроув и Эд Сноу из Fairchild определили проблему загрязнения натрием и опубликовали множество статей об электрической природе оксидов, которые легли в основу классического учебника Гроува «Физика и технология полупроводниковых приборов». Сотрудничество и конкуренция по всему миру, включая исследователей из NEC, IBM и Philips, разрешили фундаментальные проблемы выхода годных и надежности к концу десятилетия, что позволило МОП стать доминирующей технологией ИС.

General Microelectronics представила первую коммерческую интегральную схему MOS в 1964 году, когда Роберт Норман использовал схему 2-фазных часов для разработки 20-битного сдвигового регистра с использованием 120 p-канальных транзисторов. GMe разработала 23 заказных ИС для первого электронного калькулятора на основе MOS для Victor Comptometer в 1965 году. После того, как компания была куплена Philco-Ford и производство было переведено в Филадельфию, большинство сотрудников перешли в другие компании, включая AMI и General Instrument, где они продолжили разрабатывать чипы для растущего рынка калькуляторов. К 1969 году Rockwell Microelectronics сократила количество чипов до четырех устройств для первой портативной машины Sharp, microCompet QT-8D, и в начале 1970-х годов стала крупнейшим поставщиком чипов для калькуляторов. Mostek и TI (1974 Milestone) представили одночиповые (за исключением внешних драйверов дисплея) решения в 1971 году.

Сначала дадим краткое описание микросхемы К155ЛА3, более известной «в миру», как 7400. Микросхема эта состоит из четырёх одинаковых и взаимозаменяемых логических элементов 2И-НЕ. «Двойка» означает количество входов, а «И-НЕ» логическую функцию, как раз и известную как «инверсия конъюнкции».

«Логика» микросхем серии К155 называется ТТЛ (транзисторно-транзисторная логика). «Логика» определяется следующими электрическими параметрами:

напряжение питания UПИТ= 5 B ± 5 %;

напряжение низкого уровня сигнала на выходе U 0ВЫХ = 0,4 В (не более 0,8 В на входе);

напряжение высокого уровня сигнала на выходе U 1ВЫХ = 2,4 В (не менее 2,0 В на входе);

среднее время задержки распространения сигнала 13 нс;

нагрузочная способность выхода – не более 10 входов.

Заметим, что заставшими ещё и гидроавтоматику с пневмоавтоматикой инженерами старой школы «логические элементы» именовались «логическими вентилями», а ТТЛ – «стандартной логикой».

Основная информация о К155ЛА3

1. Разработчик:

- Микропроцессор К155ЛА3 был разработан НИИ "Электронмаш" (Научно-исследовательский институт электронных машин) и институтами, занимающимися микропроцессорной техникой в Советском Союзе.

2. История разработки:

- Процесс разработки К155ЛА3 начался в 1970-х годах как часть общей программы по созданию отечественных микропроцессоров. К155ЛА3 предназначался для применения в различных системах, включая автоматизированные системы управления и вычислительные машины.

3. Технические характеристики:

- Архитектура: 4-разрядная

- Тактовая частота: Обычно в пределах 1-2 МГц

- Набор команд: Содержит команды для арифметических и логических операций, работы с памятью и ввода-вывода.

- Память: Поддерживает работу с внешней памятью, что позволяет использовать К155ЛА3 в качестве центрального процессора в устройствах с разным объемом памяти.

4. Применение:

- К155ЛА3 использовался в различных устройствах, включая научные, промышленные и образовательные системы. Он часто применялся в проектах, связанных с автоматизацией, а также в учебных моделях для изучения микропроцессорной техники.

5. Отличия от других моделей:

- К155ЛА3 обеспечивает улучшенные характеристики и большую гибкость по сравнению с другими процессорами семейства К155, что сделало его популярным выбором для ряда приложений.

К155ЛА3 сыграл важную роль в переходе Советского Союза к вычислительной технике и способствовал развитию технологий в этой области.

Запатентованная Джеймсом Буи из Pacific Semiconductor в 1961 году, TTL (транзисторно-транзисторная логика) стала самой популярной конфигурацией логики следующих двух десятилетий. Не зная о работе Буи, но вдохновленный «полностью транзисторной» логической схемой, описанной Рюггом и Бисоном из Fairchild, Томас Лонго возглавил проектирование первого семейства TTL, Sylvania Universal High-level Logic (SUHL) в 1963 году.

Воодушевленная успехом SUHL в победе над громким военным проектом Хьюза (ракета Phoenix), TI представила конкурирующее семейство TTL серии SN5400 в следующем году. Компания анонсировала серию SN7400 в недорогих пластиковых корпусах для промышленных клиентов в 1966 году и быстро завоевала более 50% доли рынка логики.

К 1968 году достижения литографии значительно увеличили количество транзисторов, которые можно было интегрировать в чип. Желая завоевать долю бизнеса TTL, Fairchild (серия 9300) и Signetics (серия 8200) стали пионерами в разработке функций TTL-MSI (Medium Scale Integration — до 100 логических вентилей на чип), таких как счетчики, сдвиговые регистры и арифметико-логические устройства. Многие поставщики применяли технологии Шоттки (1969 Milestone) и КМОП (1963 Milestone) для создания более крупных, быстрых и маломощных функций, совместимых с TTL, которые продлевали срок службы и диапазон приложений этой популярной логической конфигурации.