Get best of the week

TMS1000: أول متحكم متاح تجاريًا



نحن نستخدم وحدات التحكم الدقيقة دون التفكير في ذلك ، في مثل هذه المشاريع التي كان علينا فيها العمل مع مجموعة من رقائق المنطق من السلسلة 74. ولكن من منا فكر في تطور المتحكمات الدقيقة؟ حان الوقت للعودة إلى بضعة عقود وإلقاء نظرة على أول متحكم متاح تجاريًا ، Texas Instruments TMS1000.

تخيل عالما خاليا من المتحكمات الدقيقة



كانت لعبة Texas Instruments 1978 Speak & Spell مثالًا نموذجيًا على استخدام TMS1000

، ولن يكون من المبالغة أن نقول أنه بدون وحدات التحكم الدقيقة ، لن يتم تنفيذ العديد من المشاريع محلية الصنع على مواقع مثل Hackaday. أولئك منا الذين يتذكرون الوقت قبل أن تتحكم الميكروكنترول في متناول الجمهور ويسهل برمجته ، سيتمكنون من تأكيد التحكم في الكمبيوتر في مشروع إنشاء جهاز صغير ، على الرغم من أنه كان ممكنًا من حيث المبدأ ، ولكن بدلاً من استخدام شريحة واحدة ، سيكون عليك إنشاء نظام كمبيوتر كامل. أتذكر الأنظمة التي تم تجميعها على لوحات النماذج الأولية من Veroboard (من Vero Precision Engineering Ltd) استنادًا إلى معالجات Z80 ، بالإضافة إلى Z80 ، كان هناك EPROM ، رقائق RAM ، رقائق سلسلة 7400 على اللوحة، ورقائق محيطية مثل 6402 UART أو المنفذ 8255 I / O. لوميض LED أو لمتابعة عمليات التبديل الصغيرة - تتطلب مثل هذه المهام نفقات كبيرة ، سواء من حيث العمالة والتكلفة ، لذلك قررنا ذلك فقط عندما تكون ضرورية للمشروع. بالنسبة لي ، تغير كل شيء في أوائل التسعينات ، عندما دخلت أول متحكم دقيق متاح مع EEPROM على متن السوق ، ولكن بحلول ذلك الوقت كانت الرقائق نفسها موجودة بالفعل لبضعة عقود.

قد يبدو هذا غريبًا اليوم ، ولكن بالنسبة لمهندس من السبعينيات ، كانت الآلة الحاسبة المكتبية أكثر إثارة للاهتمام من جهاز الكمبيوتر المكتبي. ومع ذلك ، تم تصميم العديد من الحواسيب الصغيرة الأولى مع التركيز على الآلات الحاسبة ، مثل Intel 4004. ساهم مصنعو الآلات الحاسبة في تطوير رقائق السيليكون ، وفي شركة Texas Instruments ، أدى ذلك إلى إنشاء أول متحكم دقيق "الكل على شريحة واحدة" تم تطويره في عام 1971 كوحدات معالجة مركزية مبرمجة مسبقًا ، يمكن على أساسها عمل الآلات الحاسبة على شريحة واحدة. بعد بضع سنوات فقط ، في عام 1974 ، ستقوم الشركة بإصدار TMS1000 ، متحكم دقيق على شريحة واحدة لمجموعة واسعة من المهام ، وستكون هذه أول رقاقة من هذا النوع تعرض للبيع.

من المفيد التطرق بمزيد من التفصيل إلى المصطلحات المستخدمة ، حيث أنه في عام 1974 لم يتم استخدام جميع الكلمات الحديثة في كل مكان. توصف TI بـ TMS1000 على أنه كمبيوتر دقيق ، لأنه بدا لهم جهاز كمبيوتر شامل لا يتطلب أجهزة خارجية. اليوم ، نطلق على الكمبيوتر المصغر الجهاز الذي ربما تقرأ عليه هذه المقالة ، ينحدر من سلف بعيد من Altair 8800 الذي ظهر في نفس العام ، ولكن المصطلحات ، مثل التكنولوجيا ، كانت في بداياتها. ثم تم استخدام كلمة "متحكم" للإشارة إلى جهاز كمبيوتر مزود بإدخال / إخراج مدمج - الاقتباس من النشرة الفنية لشركة آي بي إم لعام 1971 متوفر في قاموس أكسفورد الإنجليزي - ولكن ، على ما يبدو ، لم يكتسب هذا التعريف عالمية. مقارنة بالتعريف الأكثر حداثة "النظام على رقاقة" SoC ،وهو ما يعني جهاز كمبيوتر كامل الأغراض يتيح الوصول إلى ناقله ، وليس فقط مجموعة من خطوط الإدخال / الإخراج أو الأجهزة الطرفية ، مثل وحدة التحكم الدقيقة.

ما مدى بساطة وحدة التحكم الدقيقة؟



البنية الداخلية للطراز

TMS1000 كان TMS1000 أول متحكم متاح تجاريًا. لكن ماذا كانت تلك الرقاقة؟ في السطر الأصلي ، كان لديه أربعة خيارات ، كلها مع نفس معالج 4 بت لهندسة هارفارد ، ولكن مع عدد مختلف من خطوط الإدخال / الإخراج وأحجام ROM وذاكرة الوصول العشوائي. كان لدى عائلات TMS1000 و TMS1200 8192 بت برنامج في RM و 256 بت من ذاكرة الوصول العشوائي ، في حين كان لدى TMS1100 و 1300 ضعف البرنامج. كانت هناك إصدارات مع دعم الجهد العالي الناتج للتحكم في مؤشرات الفلورسنت الفراغ، في العلب مع 28 و 40 جهة اتصال. كانت بنيتها الداخلية وفقًا لمعايير اليوم بسيطة للغاية - لا يوجد بنوك مسجلة أو خطوط أنابيب يمكن توقعها من المخططات الحديثة. لم يكن لديه مثل هذه المجموعة الكبيرة من الأجهزة الطرفية المتاحة للمتحكم الدقيق الحديث ، وتم استكمال عناصر التتابع I / O بمصفوفة منطقية قابلة للبرمجة. يمكن استخدامه كجهاز تشفير أو وحدة فك ترميز ، على سبيل المثال ، في هذه المواصفات يتم استخدامه كجهاز فك عرض للعرض من 7 أجزاء. عملية تطوير برمجيات متطورة لـ TMS1000




لكن لم يتمكن المجربون من شراء مثل هذه الشريحة بشكل فردي ، حيث يمكن برمجة قناع ROM فقط في وقت الإنتاج. ذهبت جميع البرمجة في محاكاة الحاسوب المركزي مع مشاركة الوصول المدعومة من قبل TI. نتيجة للمحاكاة ، أنتج الكمبيوتر مجموعة من البطاقات المثقبة ، والتي ، بعد عمليات تصحيح واختبار معقدة للغاية ، يمكن استخدامها لإنشاء أقنعة لترميز ROM. عند الطلب ، يمكن تغيير الرمز الصغير ، بعد أن تلقى امتدادًا لقدرات 43 تعليمات للجهاز. برمجة القناع تعني أيضًا أن جميع TMS1000s التي يمكنك العثور عليها اليوم لا تزال تحتوي على البرامج التي صنعتها بها ؛ وبدون سياق ، في شكل الحديد الأصلي ، ستكون عديمة الفائدة ، إلا في شكل فضول تاريخي. ومع ذلك ، هذا لا يمنع بعض البائعين منلوضع علامات الأسعار المفجعة عليهم ، ولكن مع ذلك ، إذا كنت تحتاج حقًا إلى TMS1000 للمجموعة ، فيمكنك شرائه بسعر مرتفع جدًا.

1970- , ?



CMOS TMS1000

بحلول الثمانينيات ، تم التقاط العالم بواسطة المعالجات الدقيقة والمتحكمات الدقيقة من 8 و 16 بت ، لذلك ، وبصرف النظر عن العمل غير المرئي في أحشاء حاسبات TI ، تقاعد خط TMS1000 وأبحر بهدوء في تاريخ الإلكترونيات. من المثير للاهتمام أن نلاحظ أن بعض معاصريها ما زالوا يعملون اليوم - لا يزال بإمكانك شراء مشتقات PIC و 8051 و Z80 وحتى 6502 ، على الرغم من حقيقة أنه لم يعد هناك أحفاد مباشرة لمعالجات TI 4 بت. أحد أسباب ذلك كان التطور السريع للتكنولوجيا ، ولكن الصعوبة في تطوير البرمجيات لها لعبت أيضًا دورًا. لا تزال وحدات المعالجة المركزية المدرجة ذات 8 بت مشهورة لأن الجميع يمكن أن يأخذوا لوحة أولية ، مبرمج EPROM والبدء في كتابة برنامج ، وهذا هو السبب في أنهم أنتجوا العمود الفقري للمطورين الذين لديهم دراية جيدة في هندستهم.يجب على مطوري TMS1000 أن ينظروا في فترة ما بعد الظهر بالنار ، ومن الواضح أنهم ليسوا كافيين لطلب تطوير أحفاد رقائق 4 بت. في وقت واحد ، تم تطوير العديد من إصدارات المعالجات التي تدعم ROM خارجي ، ولكن منذ ذلك الحين تقدم التقدم ونما بمقدار 4 بت.

اليوم ، يمكنك تشغيل TMS1000 بشكل أساسي بسبب لعبة إلكترونية من السبعينيات ، مثل Speak & Spell من TI نفسها ، أو Simon من Milton Bradley. حتى هذه الألعاب نجت من معالجها الخاص ؛ اليوم يمكنك شراء نسخة حديثة من لعبة Simon من Mattel ، واستمر خط TI لألعاب الكلام التعليمية من TI حتى التسعينات. ومع ذلك ، ترك هذا المعالج إرثًا لا يصدق ، ولا يزال من الممكن العثور عليه اليوم في جهاز إلكتروني مزود بوحدة تحكم دقيقة. إذا كان لديك مثل هذا الجهاز ، فاعلم - لديك جزء صغير من التاريخ!

More articles:


All Articles