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TMS1000: el primer microcontrolador disponible comercialmente



Usamos microcontroladores sin siquiera pensarlo, en proyectos en los que una vez tendríamos que trabajar con un montón de chips lógicos de la serie 74. ¿Pero quién de nosotros ha pensado alguna vez en la evolución de los microcontroladores? Es hora de retroceder unas décadas y mirar el primer microcontrolador disponible comercialmente, Texas Instruments TMS1000.

Imagina un mundo sin microcontroladores



El juguete Speak & Spell de Texas Instruments 1978 fue un ejemplo típico del uso del TMS1000.

No sería una exageración decir que sin los microcontroladores, muchos de los proyectos caseros que se muestran en sitios como Hackaday no se habrían realizado. Aquellos de nosotros que recordamos el tiempo antes de que los microcontroladores fueran accesibles al público y fáciles de programar, podremos confirmar que el control de la computadora en el proyecto de crear un dispositivo pequeño, aunque en principio era posible, pero en lugar de usar un solo chip, tendría que hacer un sistema informático completo. Recuerdo los sistemas ensamblados en placas de prototipos Veroboard (de Vero Precision Engineering Ltd) basadas en procesadores Z80, y además de la Z80, había chips EPROM, RAM, chips serie 7400 en la placay chips periféricos como 6402 UART o puerto 8255 I / O. Parpadear un LED o seguir microinterruptores: tales tareas requerían gastos serios, tanto en términos de mano de obra como de costo, por lo tanto, decidimos esto solo cuando eran necesarias para el proyecto. Para mí, todo cambió a principios de la década de 1990, cuando los primeros microcontroladores disponibles con EEPROM a bordo ingresaron al mercado, pero para ese entonces los chips ya habían existido por un par de décadas.

Esto puede parecer extraño hoy, pero para un ingeniero de la década de 1970, una calculadora de escritorio era más interesante que una computadora de escritorio. Sin embargo, muchos de los primeros microordenadores se diseñaron teniendo en cuenta las calculadoras, como Intel 4004. Los fabricantes de calculadoras contribuyeron al desarrollo de chips de silicio, y en Texas Instruments esto condujo a la creación de los primeros microcontroladores todo en uno que se desarrollaron en 1971. como CPU preprogramadas, sobre la base de las cuales sería posible hacer calculadoras en un chip. Solo unos años más tarde, en 1974, la compañía lanzará el TMS1000, un microcontrolador en un solo chip para una amplia gama de tareas, y este será el primer chip de este tipo que saldrá a la venta.

Vale la pena detenerse con más detalle en la terminología utilizada, ya que en 1974 no todas las palabras modernas se utilizaron en todas partes. TI promocionó el TMS1000 como una microcomputadora, porque les parecía una computadora todo en uno que no requería periféricos externos. Hoy llamaríamos al microordenador el dispositivo en el que probablemente esté leyendo este artículo, descendiendo del ancestro lejano del Altair 8800 que apareció en el mismo año, pero luego la terminología, como la tecnología, estaba en su infancia. La palabra "microcontrolador" se usó para referirse a una computadora con E / S incorporada, la cita del boletín técnico de IBM de 1971 se proporciona en el Oxford English Dictionary, pero, aparentemente, esta definición no ha adquirido universalidad. Compare con la definición más moderna de "sistema en un chip", SoC,lo que significa una computadora de uso general de pleno derecho que da acceso a su bus, y no solo un conjunto de líneas de E / S o periféricos, como un microcontrolador.

¿Qué tan simple debe ser el microcontrolador?



Arquitectura interna del TMS1000 El

TMS1000 fue entonces el primer microcontrolador disponible comercialmente. ¿Pero qué era ese chip? En la línea original, tenía cuatro opciones, todas con el mismo procesador de 4 bits de la arquitectura Harvard , pero con un número diferente de líneas de E / S y tamaños de ROM y RAM. Las familias TMS1000 y TMS1200 tenían 8192 bits de programa en RM y 256 bits de RAM, mientras que TMS1100 y 1300 tenían el doble. Hubo versiones con soporte para altos voltajes de salida para controlar indicadores fluorescentes de vacío, en carcasas con 28 y 40 contactos. Su arquitectura interna para los estándares actuales era extremadamente simple: no había bancos de registro ni tuberías que pudieran esperarse de los esquemas modernos. No tenía una gran variedad de periféricos disponibles para los microcontroladores modernos, y los elementos del relé de E / S se complementaban con una matriz lógica programable simple. Podría usarse como codificador o decodificador, por ejemplo, en esta especificación se usa como decodificador para una pantalla de 7 segmentos. Proceso sofisticado de desarrollo de software para TMS1000




Pero los experimentadores no podían comprar dicho chip individualmente, ya que su máscara ROM solo podía programarse en el momento de la producción. Toda la programación se realizó en el simulador de mainframe con acceso compartido compatible con TI. Como resultado de la simulación, la computadora produjo una pila de tarjetas perforadas que, después de procesos de depuración y prueba muy complejos, podrían usarse para crear máscaras para codificar ROM. A pedido, incluso el microcódigo podría cambiarse, habiendo recibido una extensión de capacidades para 43 instrucciones del dispositivo. La programación de máscara también significaba que todos los TMS1000 que puedes encontrar hoy en día todavía contienen los programas con los que los hiciste; y sin contexto, en la forma del hierro original, serán inútiles, excepto en la forma de una curiosidad histórica. Sin embargo, esto no impide que algunos vendedorespara ponerles etiquetas desgarradoras de precios, pero aún así, si realmente necesita el TMS1000 para la colección, puede comprarlo a un precio no muy alto.

1970- , ?



CMOS TMS1000

En la década de 1980, los microprocesadores y microcontroladores de 8 y 16 bits se habían apoderado del mundo, por lo tanto, aparte del trabajo invisible en las entrañas de las calculadoras TI, la línea TMS1000 finalmente se retiró y navegó silenciosamente en la historia de la electrónica. Es interesante notar que algunos de sus contemporáneos todavía funcionan hoy en día: aún puede comprar derivados de PIC, 8051, Z80 e incluso 6502, a pesar de que no hay más descendientes directos de procesadores TI de 4 bits. Una de las razones de esto fue el rápido desarrollo de tecnologías, pero la dificultad en desarrollar software para ellos también jugó un papel importante. Las CPU de 8 bits enumeradas siguen siendo populares porque todos pueden tomar una placa de creación de prototipos, un programador de EPROM y comenzar a escribir un programa, por lo que crearon la columna vertebral de los desarrolladores que conocen bien su arquitectura.Los desarrolladores del TMS1000 tienen que mirar por la tarde con fuego, y claramente no son suficientes para requerir el desarrollo de descendientes de chips de 4 bits. En un momento, se desarrollaron varias versiones de procesadores con soporte para una ROM externa, pero desde entonces el progreso ha avanzado y ha crecido en 4 bits.

Hoy, puede encontrarse con el TMS1000 principalmente debido a un juguete electrónico de los años 70, como Speak & Spell de TI, o Simon de Milton Bradley. Incluso estos juegos sobrevivieron a su propio procesador; hoy puedes comprar una versión moderna del juego Simon de Mattel, y la línea TI de juguetes educativos para el habla de TI continuó hasta la década de 1990. Sin embargo, este procesador ha dejado un legado increíble, y todavía se puede encontrar hoy en un dispositivo electrónico con un microcontrolador. Si tiene ese dispositivo, sepa: ¡tiene una pequeña parte de la historia!

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