🛌🏿 🤵🏻 🔭 MOS Technology 6502 - ترويض بذور أشباه الموصلات 👨‍💻 👨🏼‍💼 🙃

في 14 تشرين الثاني (نوفمبر) 1999 ، صدمت حلقة من فيلم Futurama ، وهو مسلسل كوميدي خيالي علمي متحرك صممه منشئ المحتوى The Simpsons Matt Mattening ، مهووسين بالكمبيوتر يتمتعون ببصيرة تكنولوجية كانت غير مسبوقة تمامًا في وقت الترفيه. في حلقة "Fry and the Slurm Factory" ، قام شخص يدعى البروفيسور فارنسورث بتوجيه شعاعه F إلى رأس الروبوت الشهير Bender. في المنطقة المضيئة ، يمكنك رؤية مستطيل صغير مع النقش 6502.

MOS Technology 6502 لقد

صدم حجاب هذه الشريحة الأسطورية في Futurama عقول المهوسين ، مما تسبب في انفجار التعليقات على المنتديات عبر الإنترنت. ولكن قبل الدخول إلى عصر الإنترنت بوقت طويل ، قام المعالج الدقيق 6502 بعمل ثورة ، كانت بمثابة قوة دفع في تطوير تكنولوجيا الكمبيوتر وإمكانية الوصول إليها بالنسبة للمستهلكين.

MOS 6502 - دماغ روبوت بندر

في عام 1971 ، أطلقت Motorola مشروع المعالج الدقيق 6800 مع توم بينيت كرئيس المهندسين المعماريين. بدأ تخطيط الرقائق في نهاية عام 1972 ، وتم عمل النسخ الأولى من 6800 في فبراير 1974 ، وتم إصدار العائلة الكاملة رسميًا في نوفمبر من ذلك العام. وقبل ذلك بعام ، استأجر بينيت Chuck Peddle للدعم المعماري للمنتجات الحالية لعائلة 6800. وسيصبح هذا الحل لاحقًا أحد العناصر الأساسية في صناعة أشباه الموصلات.

تجديف تشاك

في ذلك الوقت ، كان عملاء شركة Motorola المستهدفين شركات إلكترونية معروفة مثل Hewlett-Packard و Tektronix و TRW و Chrysler. في مايو 1972 ، بدأ مهندسو موتورولا في زيارة عملاء محددين ومشاركة تفاصيل نظام المعالجات الدقيقة 8 بت المقترح مع ROM وذاكرة الوصول العشوائي وواجهات متوازية ومتسلسلة. في أوائل عام 1974 ، قدموا عينات هندسية من الرقائق حتى يتمكن العملاء من وضع نماذج لأنظمتهم. لم تركز استراتيجية موتورولا لجميع أفراد الأسرة على سعر المعالج ، ولكن على تخفيض تكلفة التطوير الإجمالية للعميل. قامت Intel و Motorola في البداية بتحديد السعر عند 360 دولارًا لكل معالج دقيق ، بينما كان السعر الفعلي للإنتاج أقل بكثير. اقترحت Motorola مجموعة تطوير ،تحتوي على 6800 مع ست رقائق دعم مقابل 300 دولار.

اكتشف Peddle ، المرافقة لمندوبي المبيعات أثناء زيارات العملاء ، أنه تم الخلط بينهم بسبب التكلفة العالية لهذه المعالجات الدقيقة. بالإضافة إلى ذلك ، في عام 6800 كان هناك العديد من التعليمات "الإضافية" التي لم يتم استخدامها ببساطة في الممارسة. بدأ Paddle وأعضاء الفريق الآخرون في تصميم معالج دقيق أصغر ، ولكن مع ميزات محسنة. في تلك السنوات ، واجهت منشأة تصنيع أشباه الموصلات الجديدة من موتورولا في أوستن ، تكساس ، صعوبة في تصنيع رقائق MOS ، وفي منتصف عام 1974 بدأ انخفاض لمدة عام في صناعة أشباه الموصلات.

كانت إدارة منتجات أشباه الموصلات من Motorola مغمورة بالمشكلات ولم تظهر أي اهتمام بعرض المعالجات الدقيقة منخفضة التكلفة من Peddle. في النهاية ، تلقى بيدل خطابًا رسميًا يطلب منه التوقف عن العمل على نظامه. ورد بإخبار موتورولا أن الرسالة كانت بيانًا رسميًا حول "التخلي عن المشروع" ، لذا فإن الملكية الفكرية التي طورها حتى هذه اللحظة تخصه الآن. في نوفمبر 1975 ، وافق رئيس موتورولا روبرت جالفين في نهاية المطاف على أن مفهوم رقاقة Paddle كان جيدًا وأن القسم ضاع تلك الفرصة. في نهاية المطاف ، أعيد تنظيم القسم وتغيرت الإدارة.

بدأ Paddle يبحث خارج Motorola عن مصدر تمويل لمشروعه الجديد. انتقل أولاً إلى الرئيس التنفيذي لـ MOSTEK. رفض وعلق في وقت لاحق على رفضه خوفا من التقاضي مع موتورولا. خلال إحدى رحلاته ، قام Paddle بزيارة إحدى شركات سيارات فورد. قال بوب جونسون ، الذي ترأس لاحقًا قسم أتمتة المحرك في فورد ، إن زميلهم السابق ، جون بايفينن ، انتقل إلى جنرال إنسترنت ، حيث تعلم فن تصميم أجهزة أشباه الموصلات. منذ مغادرته جنرال إنسترنت ، كان يعمل على رقائق الآلة الحاسبة في شركة MOS Technology الجديدة ، التي أسسها في فورج ، بنسلفانيا في عام 1969.

جون Payvinen

بعد سلسلة من المحاولات غير الناجحة لإيجاد التمويل ، لجأ بيدل إلى Payvinen ، الذي أعطى الضوء الأخضر لمشروعه على الفور. في 19 أغسطس 1974 ، غادر تشاك بيدل وستة من زملائه موتورولا وانضموا إلى MOS Technology. من أصل 17 مطورًا ومصمماً للرقائق في فريق 6800 ، لا يزال هناك سبعة. كان هدف الفريق هو تصميم وتصنيع معالج دقيق غير مكلف للتطبيقات المدمجة واستهدافه لأوسع قاعدة ممكنة من العملاء. كان هذا ممكنًا فقط إذا كان المعالج الدقيق غير مكلف.

في صيف عام 1975 ، طور Chuck Peddle و Will Matis و Rod Orgill بنية المعالجات الجديدة. مقالة سبتمبر من نفس العام في مجلة EDN تقدم وصفًا موجزًا لتصميم الرقائق الجديدة:

عائلة MOS Technology

MOS Technology 650X , 6800, , , . 6800 MOS Technology, , …

في MOS Technology ، تم تجهيز المعالج باستخدام أقلام ملونة وورق ورق. بالنظر إلى القيود المفروضة على حجم الشريحة ، كان لا بد من مراجعة جميع الرسومات باستمرار. عمل Payvinen على رسم وحدة فك ترميز التعليمات ، Peddle على ALU والسجلات.

العديد من أعضاء فريق MOS 6502 (من اليسار إلى اليمين):
Chuck Peddle و Rod Orgill و Terry Holdt و Ray Heart.
يجلس: هل ماتيس.
الدائرة التي يحملونها هي زيادة 200 ضعف في تصميم رقاقة 6502

كان حجم رقاقة 6502 تقريبًا نصف حجم رقاقة 6800 ، مما سمح بطباعة المزيد من الرقائق على رقاقة واحدة من السيليكون عالي النقاء. بالإضافة إلى ذلك ، احتوت الألواح على نسبة معينة من العيوب المادية على سطحها - أي رقاقة مطبوعة على هذا العيب ستكون معيبة. نظرًا لأن الرقائق الصغيرة غالبًا ما تتم طباعتها على عيب ، فقد أدى إنتاج هذه المعالجات إلى انخفاض كبير في التكاليف والتكلفة النهائية.

حجم الكريستال MOS 6502 وموتورولا 6800

قدمت MOS فيما بعد معالجين صغيرين بناءً على نفس التصميم الأساسي: 6501 ، الذي كان متوافقًا مع موصل Motorola 6800 ، و 6502 ، الذي أعاد تنظيم pinout لدعم الساعة المدمجة. تعمل كلتا الرقائق مع شرائح دعم أخرى مصممة لـ 6800 ، ولكنها لا تعمل مع البرامج ، نظرًا لمجموعة التعليمات المختلفة والسجلات وأوضاع العنونة.

كان تقديم المعالجات الدقيقة MOS الجديدة مختلفًا تمامًا عن إطلاق المنتج التقليدي لعدة أشهر. عادةً ما يتم استخدام الإطلاق الأول لرقاقة جديدة للاختبار الداخلي ويتم توفيره للعملاء الأفراد كعينات هندسية. غالبًا ما تحتوي هذه الرقائق على عيوب هيكلية يتم إصلاحها لاحقًا قبل بدء الإنتاج. كان هدف Chuck Peddle هو بيع الدفعة الأولى من 6501 و 6502 إلى معرض ويسكون سان فرانسيسكو ، الذي بدأ في 16 سبتمبر 1975. كان Peddle ممثلًا فعالاً للغاية وتم تغطية المعالجات الدقيقة MOS Technology على نطاق واسع في الصحافة الصناعية.

واحدة من أولى كانت قصة صفحة كاملة عن المعالجات الدقيقة في 24 يوليو 1975 العدد من مجلة الإلكترونيات. كما ظهرت مقالات في مجلات EE Times و EDN و Electronic News و Byte و Microcomputer Digest. ظهر إعلان لشريحة 6501 في العديد من المنشورات في الأسبوع الأول من أغسطس من ذلك العام. كانت تكلفة المعالج الدقيق 20 دولارًا. في سبتمبر ، بدأت الحملة الإعلانية لمعالجات MOS Technology الجديدة. في نفس الشهر ، تم طرح 6502 للبيع بسعر 25 دولارًا فقط.

كان 6502 عبارة عن معالج 8 بت مع ناقل عنوان 16 بت يمكنه معالجة ما يصل إلى 64 كيلوبايت من الذاكرة. تم إنتاجه باستخدام عملية 8 ميكرون. كانت المنطقة البلورية 3.9 × 4.3 ملم.

حجم الكريستال MOS 6502

يعمل المنطق الداخلي للمعالج بنفس سرعة تردد الساعة الخارجي ، ولكن على الرغم من الترددات المنخفضة للساعة (من 1 إلى 2 ميجاهرتز) ، كان أداء الشريحة منافسًا مع المعالجات الأخرى في ذلك الوقت باستخدام تردد ساعة أعلى بكثير. قللت سرعة الساعة المنخفضة من متطلبات الأداء للذاكرة والأجهزة الطرفية المتصلة بالمعالج. كان هذا أمرًا بالغ الأهمية في الوقت الذي كان فيه للذاكرة المتاحة أوقات وصول تتراوح من 250 إلى 450 نانو ثانية. تم تصميم NMOS 6502 الأصلي بشكل بسيط وتم تصنيعه بكفاءة ، وبالتالي كان أرخص بكثير - وهو عامل مهم في الحصول على انتصارات معمارية في الأسواق الحساسة للغاية لأجهزة الألعاب وأجهزة الكمبيوتر المنزلية.

حقق عرض المعالجات الدقيقة 6501 و 6502 في ويسكون نجاحًا كبيرًا. كان العائق هو أن التغطية الصحفية الواسعة لفتت انتباه موتورولا. في أكتوبر 1975 ، خفضت موتورولا السعر بـ 6800 من 175 دولارًا إلى 69 دولارًا ، وفي 3 نوفمبر طلبت من المحكمة الفيدرالية حظر تكنولوجيا MOS من إنتاج وبيع منتجات المعالجات الدقيقة. كما رفعوا دعوى قضائية يدعون فيها التعدي على براءات الاختراع واختلاس الأسرار التجارية.

في ذلك الوقت ، كانت موتورولا شركة ذات موارد ضخمة ، وبلغ إجمالي مبيعاتها مليارات الدولارات ومجموعة من براءات الاختراع لأشباه الموصلات ، بما في ذلك 6800.
واستشهدت الدعوى القضائية بأسماء أربعة مهندسين سابقين من موتورولا يعملون على شريحة 6800. وخلال الدعوى ، اكتشفت موتورولا أن أحد المهندسين ، مايك جينس ، تجاهل تعليمات بيدل وأدخل تصميم رقاقة 6800 في وثائق تصميم تكنولوجيا MOS.

في مارس 1976 ، أصبحت MOS Technology المستقلة الآن في وضع مالي غير موات ، مما ساعد على حل هذه المسألة. تخلت الشركة عن المعالج 6501 ، ودفعت 200 ألف دولار وأعدت الوثائق المتنازع عليها بسرية من موتورولا. في مايو 1976 ، قامت موتورولا بخفض سعر 6800 إلى 35 دولارًا ، وفي نوفمبر استحوذت كومودور على تكنولوجيا MOS.

مع المشاكل القانونية ، لا تزال MOS تواجه مشكلة في إجبار المطورين على شراء معالجاتهم. وقد دفع هذا تشاك بيدل إلى تصميم جهاز كمبيوتر واحد MDT-650. قامت مجموعة أخرى داخل الشركة بتطوير KIM-1 ، الذي تم توفيره بدون علبة وأجهزة إدخال / إخراج ، ولكنه جعل من الممكن تجميع جهاز كمبيوتر بأقل من 500 دولار - تكلف اللوحة نفسها 245 دولارًا ويمكن شراء محطة كمبيوتر خارجية ومسجل كاسيت مضغوط لذلك. من المثير للدهشة أن MOS KIM-1 تم بيعها بشكل جيد لكل من المتحمسين والمهندسين.

كيم -1

أحد أول التطبيقات المتاحة للجمهور لتصميم 6502 كان كمبيوتر Apple I ، الذي طوره ستيف وزنياك وتم عرضه في أبريل 1976 في نادي الكمبيوتر المنزلي في بالو ألتو. ثم تم استخدامه في Commodore PET و Apple II ، الذي تم إصداره في عام 1977. في وقت لاحق تم استخدامه في أجهزة الكمبيوتر 8 بت من عائلة Atari و Acorn Atom و BBC Micro وتصميمات أخرى لكل من أجهزة الكمبيوتر المنزلية والأعمال.

أصبح انخفاض تكلفة المعالج أحد أسباب توفر أجهزة الكمبيوتر للمشتري الشامل. أصبحت منطقة مهمة من استخدام المعالج وحدات تحكم الألعاب. الرائد في استخدام تصميم المعالج في أنظمتهم كان Atari في Atari VCS game console (المعروف لاحقًا باسم Atari 2600).

أتاري vcs

استخدم VCS إصدارًا محسنًا من 6502 يسمى 6507 ، والذي كان به عدد أقل من الدبابيس ، ونتيجة لذلك ، كان بإمكانه معالجة 8 كيلوبايت فقط من الذاكرة. تم طرح وحدة التحكم من الجيل الثاني للبيع بحلول عيد الميلاد عام 1977 وأصبحت واحدة من أكثر وحدات التحكم في الألعاب شيوعًا في العشرين سنة القادمة. تم بيع أكثر من أربعين مليون نسخة.

تطبيق آخر مهم كان Nintendo Famicom الياباني ، في الولايات المتحدة الأمريكية ، في أوروبا ، والمعروف باسم نظام Nintendo Entertainment. في روسيا ، باعوها استنساخ - دندي. غزت وحدة التحكم تقريبًا السوق الأمريكية واليابانية بالكامل. ووفقًا للأرقام الرسمية ، تم بيع أكثر من 60 مليون نسخة ، ولكن عددها بما في ذلك النسخ المستنسخة غير معروف. اليوم ، تستمر وحدة التحكم في الإنتاج والبيع ، ولكن ليس Nintendo. رسميا ، كانت البادئة مدعومة حتى 2003 في اليابان وحتى 1995 في الولايات المتحدة.

نظام نينتندو للترفيه

أصدرت الصناعة العسكرية السوفيتية معالج 4KC602VM1 65C02 متوافق للاستخدام في أنظمة 4K602VM1 المدمجة

ومع ذلك ، استخدمت أجهزة الكمبيوتر الشخصية Agat السوفيتية معالجات 6502 من صنع أجنبي. أصبح العقيق أول حاسوب تسلسلي سوفيت 8 بت وكان معد للاستخدام في المجال التعليمي. تم بناؤه في معهد أبحاث مجمعات الحوسبة على أساس كمبيوتر Apple. صنعوا الكمبيوتر منذ عام 1984 ، واستمر التجميع حتى عام 1993. في المدارس ، تم استخدام أجهزة الكمبيوتر حتى عام 2001.

عقيق

على الرغم من المكانة المهيمنة لـ x86 في العالم الحديث وانتصار بنية IBM PC ، يجب علينا أن نتذكر تاريخ تلك الدوائر الدقيقة البعيدة التي أدت دائمًا إلى حقيقة أن المعالجات الدقيقة أصبحت جزءًا لا يتجزأ من حياتنا اليومية. أدى إدخال هذه الشريحة الأسطورية إلى انخفاض سريع في الأسعار في سوق المعالج بالكامل. جنبا إلى جنب مع Zilog Z-80 ، كان مؤسس عدد من المشاريع التي أدت إلى ثورة الكمبيوتر المنزلي في أوائل الثمانينيات. وعلى الرغم من عمره ، يستمر استخدام 6502 على نطاق واسع في الأنظمة المدمجة مع أحجام إنتاج تقدر بمئات الملايين.

فيديو بالمادة: تايك

MOS Technology 6502 - ترويض بذور أشباه الموصلات

More articles: