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TMS1000: le premier microcontrôleur disponible dans le commerce



Nous utilisons des microcontrôleurs sans même y penser, dans de tels projets dans lesquels une fois nous devions travailler avec un tas de puces logiques de la 74e série. Mais lequel d'entre nous a déjà pensé à l'évolution des microcontrôleurs? Il est temps de remonter quelques décennies en arrière et de regarder le premier microcontrôleur disponible dans le commerce, Texas Instruments TMS1000.

Imaginez un monde sans microcontrôleurs



Le jouet Texas Instruments 1978 Speak & Spell était un exemple typique d'utilisation du TMS1000.

Il ne serait pas exagéré de dire que sans microcontrôleurs, de nombreux projets faits maison affichés sur des sites comme Hackaday n'auraient pas été réalisés. Ceux d'entre nous qui se souviennent de l'époque avant les microcontrôleurs accessibles au public et faciles à programmer pourront confirmer que le contrôle informatique dans le projet de création d'un petit appareil, bien que cela soit possible en principe, mais au lieu d'utiliser une seule puce, il faudrait faire un système informatique complet. Je me souviens des systèmes assemblés sur des cartes de prototypage Veroboard (de Vero Precision Engineering Ltd) basées sur des processeurs Z80, et en plus du Z80, il y avait EPROM, puces RAM, puces série 7400 sur la carteet des puces périphériques comme 6402 UART ou le port 8255 I / O. Faire clignoter une LED ou suivre des microrupteurs - de telles tâches nécessitaient des dépenses sérieuses, en termes de main-d'œuvre et de coût, nous n'avons donc décidé de cela que lorsqu'elles étaient nécessaires au projet. Pour moi, tout a changé au début des années 1990, lorsque les premiers microcontrôleurs disponibles avec EEPROM à bord sont entrés sur le marché, mais à ce moment-là, les puces elles-mêmes existaient déjà depuis quelques décennies.

Cela peut sembler étrange aujourd'hui, mais pour un ingénieur des années 1970, une calculatrice de bureau était plus intéressante qu'un ordinateur de bureau. Néanmoins, bon nombre des premiers micro-ordinateurs ont été conçus en tenant compte des calculatrices, comme l'Intel 4004. Les fabricants de calculatrices ont contribué au développement des puces en silicium, ce qui a conduit à Texas Instruments à créer le premier microcontrôleur «tout sur une puce» développé en 1971. comme CPU préprogrammés, sur la base desquels il serait possible de faire des calculatrices sur une seule puce. Quelques années plus tard seulement, en 1974, la société lancera le TMS1000, un microcontrôleur sur une seule puce pour un large éventail de tâches, et ce sera la première puce de ce type à être mise en vente.

Il vaut la peine de s'attarder plus en détail sur la terminologie utilisée, car en 1974 tous les mots modernes n'étaient pas utilisés partout. TI a présenté le TMS1000 comme un micro-ordinateur, car il leur semblait un ordinateur tout-en-un qui ne nécessitait pas de périphériques externes. Aujourd'hui, nous appellerions le micro-ordinateur l'appareil sur lequel vous lisez probablement cet article, descendant de l'ancêtre lointain de l'Altair 8800 qui est apparu la même année, mais la terminologie, comme la technologie, en était à ses balbutiements. Le mot «microcontrôleur» a ensuite été utilisé pour désigner un ordinateur avec des E / S intégrées - la citation du bulletin technique IBM de 1971 est fournie dans le Oxford English Dictionary - mais, apparemment, cette définition n'a pas acquis l'universalité. Comparez avec la définition plus moderne de «système sur puce», SoC,ce qui signifie un ordinateur polyvalent à part entière qui donne accès à son bus, et pas seulement un ensemble de lignes d'E / S ou de périphériques, comme un microcontrôleur.

À quel point le microcontrôleur doit-il être simple?



Architecture interne du TMS1000 Le

TMS1000 était alors le premier microcontrôleur disponible dans le commerce. Mais quelle était cette puce? Dans la ligne d'origine, il avait quatre options, toutes avec le même processeur 4 bits de l'architecture Harvard , mais avec un nombre différent de lignes d'E / S et de tailles ROM et RAM. Les familles TMS1000 et TMS1200 avaient 8192 bits de programme en RM et 256 bits de RAM, tandis que les TMS1100 et 1300 en avaient deux fois plus. Il existait des versions prenant en charge des tensions de sortie élevées pour contrôler les indicateurs fluorescents à vide, dans des boîtiers à 28 et 40 contacts. Leur architecture interne par rapport aux normes d'aujourd'hui était extrêmement simple - pas de banques de registres ou de pipelining que l'on pouvait attendre des systèmes modernes. Il n'avait pas un tel assortiment de périphériques disponibles pour les microcontrôleurs modernes, et les éléments de relais d'E / S étaient complétés par une simple matrice logique programmable. Il pourrait être utilisé comme codeur ou décodeur, par exemple, dans cette spécification, il est utilisé comme décodeur pour un affichage à 7 segments. Processus de développement logiciel sophistiqué pour TMS1000




Mais les expérimentateurs ne pouvaient pas acheter une telle puce individuellement, car son masque ROM ne pouvait être programmé qu'au moment de la production. Toute la programmation est passée sur le simulateur mainframe avec un partage d'accès pris en charge par TI. À la suite de la simulation, l'ordinateur a produit une pile de cartes perforées qui, après des processus de débogage et de test très complexes, pourraient être utilisées pour créer des masques pour coder la ROM. Même le microcode pourrait être changé à la commande, après avoir reçu une extension des capacités pour 43 instructions de périphérique. La programmation des masques signifiait également que tous les TMS1000 que vous pouvez trouver aujourd'hui contiennent toujours les programmes avec lesquels vous les avez créés; et sans contexte, sous la forme du fer d'origine, ils seront inutiles, sauf sous la forme d'une curiosité historique. Cependant, cela n’empêche pas certains vendeurs depour mettre des étiquettes de prix déchirantes sur eux, mais quand même, si vous avez vraiment besoin du TMS1000 pour la collection, vous pouvez l'acheter à un prix pas très élevé.

1970- , ?



CMOS TMS1000

Dans les années 1980, le monde a été capturé par des microprocesseurs et des microcontrôleurs de 8 et 16 bits.Par conséquent, à part le travail invisible dans les entrailles des calculatrices TI, la ligne TMS1000 a finalement pris sa retraite et a tranquillement navigué dans l'histoire de l'électronique. Il est intéressant de noter que certains de ses contemporains travaillent toujours aujourd'hui - vous pouvez toujours acheter des dérivés de PIC, 8051, Z80 et même 6502, malgré le fait qu'il n'y ait plus de descendants directs de processeurs TI 4 bits. L'une des raisons en est le développement rapide des technologies, mais la difficulté de développer des logiciels à leur place a également joué un rôle. Les processeurs 8 bits répertoriés sont toujours populaires car tout le monde peut prendre une carte de prototypage, un programmeur EPROM et commencer à écrire un programme, c'est pourquoi ils ont engendré l'épine dorsale de développeurs qui connaissent bien leur architecture.Les développeurs du TMS1000 doivent regarder l'après-midi avec feu, et ils ne sont clairement pas suffisants pour exiger le développement de descendants de puces 4 bits. À un moment donné, plusieurs versions de processeurs prenant en charge une ROM externe ont été développées, mais depuis lors, les progrès ont progressé et ont augmenté de 4 bits.

Aujourd'hui, vous pouvez rencontrer le TMS1000 principalement à cause d'un jouet électronique des années 70, comme Speak & Spell de TI lui-même ou Simon de Milton Bradley. Même ces jeux ont survécu à leur propre processeur; aujourd'hui, vous pouvez acheter une version moderne du jeu Simon de Mattel, et la gamme TI de jouets éducatifs pour la parole de TI s'est poursuivie jusqu'aux années 1990. Cependant, ce processeur a laissé un héritage incroyable, et il peut encore être trouvé aujourd'hui dans un appareil électronique avec un microcontrôleur. Si vous avez un tel appareil, sachez - vous avez un petit morceau d'histoire!

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