Fairchild 9440

Fairchild 9440 MICROFLAME , även känd som F9440 och μFLAME , var en 16-bitars mikroprocessor som introducerades av Fairchild Semiconductor 1977. 9440 implementerade Data General Nova 2:s instruktionsuppsättning i en enkelchips 40-stifts DIP . Namnet "MICROFLAME" var en del av en bredare varumärkesövning kallad "FIRE", som var ett utvecklingsprogram.

En uppdaterad version, 9445, tillkännagavs 1978 men nådde inte marknaden förrän i slutet av 1981. Vid denna tidpunkt överträffades 16-bitars designen av 32-bitars design och hybrider som Motorola 68000 , och Fairchild började rikta sin uppmärksamhet mot deras egen 32-bitars Fairchild Clipper- design. Den underliggande kärnan i 9445 användes också för att implementera 9450, som använde ny mikrokod för att implementera MIL-STD-1750A instruktionsuppsättningen.

9440 och 9445 var föremål för ständiga stämningar från Data General (DG) som drog på båda företagen. DG avgjorde slutligen alla pågående tvister i september 1986 genom att betala Fairchild över 52 miljoner dollar. Fairchild köptes och såldes flera gånger under denna period, och hamnade på National Semiconductor 1987. National avslutade produktionen av 9445:an, vilket lämnade flera användare i sticket. En slutlig version, IDC9445, introducerades för att fylla detta behov.

Historia

Nova

Data General Nova introducerades 1969, implementerad med individuella integrerade kretsar (IC) monterade på ett 15x15-tums kretskort . För att sänka designkomplexiteten, och därmed kortets storlek och kostnad, var den aritmetiska logiska enheten (ALU) endast 4-bitars bred, implementerad med en enda 74181 IC. Detta innebar att det krävdes fyra maskincykler för att slutföra en 16-bitars instruktion, men det gjorde det också möjligt för systemet att vara mycket billigare än konkurrerande minidatorer från Digital Equipment Corporation ( DEC) eller Hewlett-Packard . NOVA var mycket framgångsrik, och drev DG in på andra plats bakom DEC på minidatormarknaden under 1970-talet.

1970 introducerade DG SuperNOVA, som innehöll en hel 16-bitars bred ALU med fyra 74181:or på bit-slice- sätt, och därmed körde ungefär fyra gånger så snabbt som den ursprungliga NOVA. Detta förstärktes ytterligare av andra förändringar, inklusive snabbare kärnminne och valfritt halvledarminne , vilket gjorde SuperNOVA till den snabbaste minien på länge. Detta innebar också att det fanns två olika centrala bearbetningsenheter som implementerade samma underliggande instruktionsuppsättningsarkitektur ( ISA). När utvecklingen av båda designerna fortsatte, modifierades de två så att den snabbare versionen kunde släppas in i befintliga maskiner som ursprungligen körde hårdvaran med lägre hastighet. Detta ledde till NOVA 2, 3 och 4 serierna.

microNOVA

Se även: Data Allmänt Nova § microNOVA

Förbättring av halvledartillverkningsprocesser , särskilt under 1970-talet, satte ökande press på individuella IC CPU-designer som NOVA. Till en början kunde endast 4-bitars och sedan 8-bitars processorer enkelt tillverkas på ett enda chip, men i mitten av 1970-talet dök 16-bitars design upp. 1973 introducerade National Semiconductor IMP-16 , som implementerade ett NOVA-liknande system i en uppsättning av endast fem IC:er. Nästa år reducerade deras PACE det till en enda IC. Flera liknande konstruktioner dök upp under denna period, inklusive Texas Instruments TMS 9900 , som implementerade deras TI-990 minidator, och Intersil 6100 , en enkelchipsversion av PDP-8 .

DG behövde svara på dessa system, och började utveckla microNOVA mN601, en enkelchipsdesign som implementerade NOVA 3-instruktionsuppsättningen. Det lade också till hårdvara med enkel precision multiplicera och dividera, tidigare ett valfritt tillägg för NOVA-system. Den tillkännagavs i början av 1976 och såldes till alla som ville ha en - de kunde köpas som ett enda chip, ett CPU-kort med stödchips eller en komplett packad NOVA-maskin. De enskilda markerna såldes för $225, eller $95 i partier om 100. Senare stoppade dock DG direktförsäljningen av 601:an till förmån för att sälja kompletta system.

mN601 implementerades med hjälp av NMOS- teknik och krävde därför fyra separata inspänningar från strömförsörjningen. Den saknade också en intern klocka och krävde att systemet skulle ge en tvåfasig klocksignal för att driva den. Den körde med ganska låga hastigheter, normalt med en 240 ns klocka (~4,2 MHz), och slutförde instruktioner på 2,4 till 10 µs. Detta, tillsammans med begränsningar på bussens prestanda, innebar att systemet presterade ungefär hälften så snabbt som en original Nova.

Under hela utvecklingen av Nova-linjen hade systemen byggts främst med användning av diskreta IC från Fairchild Semiconductor , en ledare inom IC-design under 1960-talet. Detta förhållande slutade med microNOVA, som tillverkades på en ny GD-ägd fabrik i Sunnyvale, Kalifornien .

9440

Av skäl som inte finns registrerade i det historiska dokumentet, bestämde sig Fairchild för att producera sin egen enchipimplementering av NOVA-designen, utan Data Generals godkännande. Domstolarna hade redan beslutat att instruktionsuppsättningen för en CPU inte var föremål för upphovsrätt, och detta hade testats flera gånger av företag som implementerade IBM stordatorkompatibla system med olika interna implementeringar. DG hade inte heller gjort något åt ​​introduktionen av IMP-16 och PACE, båda liknar GD-designerna.

Fairchild hade gott om skäl att tro att en ny implementering av Nova skulle vara rättsligt OK. Till deras förvåning stämde DG 1977, inte för designintrång, utan hävdade att Fairchild lockade DG:s kunder att bryta deras licensavtal. Dessa föreskrev att GD-programvara endast fick köras på GD-hårdvara. Nästa år motstämde Fairchild och hävdade att GD:s licensiering bröt mot konkurrenslagar.

9440 var mycket dyrare än mN601; den förstnämnda såldes för $395 i massor av 100, inklusive mjukvarupaketet, medan den senare var $95 för samma kvantitet. Kombinationen av de högre priserna och rättegången gjorde 9440 till en långsam säljare, och den plockades inte upp för andra källan av någon av Fairchilds normala partners.

9445

Dö av 9445-processorn

En uppdaterad version, 9445, tillkännagavs 1978. Genom att använda en ny 2-mikrons process implementerade 9445 NOVA 3-instruktionsuppsättningen i mikrokod , lade till inbyggd hårdvarumultiplicera och dividera och lägga till adressering för upp till 128 kWord. I motsats till 9440, som körde ungefär samma hastighet som en original NOVA, var 9445 ganska snabb; Fairchild hävdade att den skulle köra tio gånger snabbare än en faktisk NOVA 3.

Produktionsproblem försenade marknadsintroduktionen kraftigt. Detta var en av de största bipolära processorer som försökts hittills. 9445 började slutligen levereras i slutet av 1981 vid 16 MHz och förbättrades senare till 20 och 24 MHz. Vid det här laget kom de första 32-bitars mikroprocessorerna ut på marknaden, och alla Nova-baserade maskiner var föråldrade.

DG stämde igen, och så småningom var det elva stämningar på gång. Schlumberger , som ursprungligen var ett oljeserviceföretag, men som ville göra en filial, köpte Fairchild 1979. Detta innebar att Fairchild var välkapitaliserat och de fortsatte att kämpa mot stämningarna. 1986, när minidatormarknaden kollapsade när nyare IBM PC- designer började ta över deras marknad, bestämde sig DG för att bosätta sig. I september 1986 gick DG med på att betala Fairchild 52,5 miljoner dollar. Vid denna tidpunkt var NOVA-linjen inte längre tillverkad, och intresset för 9445 var länge dött.

Schlumberger bestämde sig för att lämna verksamheten och 1987 sålde de Fairchild till National Semiconductor , som omedelbart avslutade produktionen av linjen.

ICD9445

Strobe Data, som gjorde 9445-baserade tilläggskort för datorer, anlitade IC Designs för att fortsätta produktionen av vad som blev ICD9445. Denna version tillverkades i 1,25 μm CMOS -form och började levereras 1990. Denna version gick ungefär dubbelt så snabbt som 9445, vilket gör den till den snabbaste Nova någonsin.

Beskrivning

9440

I motsats till NMOS mN601 tillverkades Fairchilds 9440-design med Fairchilds egenutvecklade 3-mikrons bipolära transistor Isoplanar Integrated Injection Logic-process, I 3 L. Detta var ett transistor-transistor-logiksystem (TTL), så det resulterande chippet krävde bara ett enda +5V strömförsörjning istället för fyra nivås försörjning av mN601. Processen gjorde det också möjligt att köra snabbare, upp till 12 MHz; medan mN601 körde ungefär halva hastigheten av den ursprungliga Nova, körde 9440 ungefär samma hastighet som en Nova 1200. De integrerade också klockgeneratorn och oscillatorn, vilket eliminerade behovet av ytterligare extern klocka, även om den kunde läsa en extern klocka om en tillhandahölls. Den levererades i samma 40-stifts DIP som mN601.

Internt var systemet annorlunda än NOVA 2; som databladet uttryckte det, "Även om det är strukturellt annorlunda än CPU:erna i Data General NOVA-serien av minidatorer, erbjuder 9440 jämförbar prestanda och kör samma instruktionsuppsättning." Detta var möjligt eftersom instruktionsuppsättningen var i mikrokod , vilket gör att CPU:n (i teorin) kan vara av vilken design som helst.

μFLAME skilde sig något från mN601 i programmeringsmodell, eftersom dess instruktionsuppsättning var baserad på NOVA 2, inte NOVA 3, och därför saknade hårdvarustacken som hade introducerats på 3:an. mN601, även om detta kan läggas till med den extra 9443 specialfunktionsenheten. 9441 Memory Control Unit (MCU) och 9442 I/O Control Unit avrundade hela systemet. Utan koppling till 9440 specifikt sålde Fairchild även lämpliga dynamiska RAM- chips (DRAM), 4 kB 93481 och 16 kB 93483.

Det finns två andra stora skillnader mellan mN601 och 9440. Medan 9440 inkluderade DMA-signaler ( Direct Memory Access ) för att indikera början och slutet av en DMA-process, när den tog emot dem pausade den helt enkelt och släppte systembussen. Det var upp till den externa hårdvaran att faktiskt flytta data till minnet. Däremot utförde NOVA ett valfritt avbrott som gjorde att processorn själv kunde flytta data och hoppade genom en adress på minnesplats 0001. Dessutom hade mN601 ett internt DRAM-uppdateringssystem, som utförde en uppdatering var 20 000:e interna cykler. 9440 saknade detta internt och lämnade detta till 9441.

Fairchild erbjöd också en utvecklingssvit för systemet, FIRE-paketet.

9445

9445, som inte längre kallas en MICROFLAME, var ett stort framsteg på 9440. En betydande förändring var övergången från 3-mikron till 2-mikrons funktionsstorlekar, vilket gjorde att fler grindar kunde konstrueras på chipet utan att påverka utbytet, och låter driftshastigheterna ökas till 24 MHz, dubbelt så högt som 9440.

9445 implementerade NOVA3-instruktionsuppsättningen fullt ut, och lade till SP (stackpekare) och FP (frame pointer) register för att stödja hårdvarustacken. 9445 stödde även NOVA3:s nya bankomkopplade minnessystem, som utökade adressutrymmet från 32 kWord till 128. Denna förändring krävde också tillägget av NOVA3:s tre nya adresseringslägen, för totalt elva. Den lade till den hårdvarubaserade 16-bitars multiplicera och dividera som hade lämnats utanför 9440, vilket eliminerade behovet av 9443. På toppen lade den till en svit av nya opkoder för att hjälpa till med flyttalsmatte , som kunde fungera på 8-, 16- eller 32-bitars data. ALU utökades från 4-bitars till en fullständig 16-bitars implementering, vilket avsevärt förbättrade den övergripande prestandan.

9450

Fairchild använde samma underliggande processordesign som 9445, med annan mikrokod, för att producera 9450. Detta gav MIL- STD-1750A instruktionsuppsättningen istället för Novas. Detta nådde marknaden 1985 och erbjöd en inbyggd matematisk processor, ett valfritt externt chip på de flesta andra 1750A-implementeringar.

Citat

Bibliografi

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Fairchild_9440&oldid=1123166945 "