intel 4004(世界上第一款微处理器)

本文主要是介绍intel 4004(世界上第一款微处理器)，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

   早期的intel 4000系列由四个不同的芯片组成：
    1.4001芯片. 2048位ROM，带有一个4位可编程输入输出端口（4001）；
    2.4002芯片.4位寄存器x 20个位置x 4位RAM数据存储器，带有一个4位输出端口（4002）；
    3.4003芯片.输入输出扩展芯片，由一个静态移位寄存器组成，具有串行输入和串行及并行输出（4003）；
    4.4004芯片. 4位CPU芯片（4004）。
    4000家族的所有芯片都封装在16针双列直插式封装中。这种封装限制是由英特尔管理层施加的，当时他们认为任何超过16针的封装都是不经济的，尽管其他半导体公司广泛使用40针封装。这一不幸的选择极大地限制了系统的性能。地址和数据必须多路传输到引脚上（专利号3,821,715的一项权利要求），这导致指令周期执行受到严重影响。如果选择更合适的软件包，10.8微秒的指令周期可以很容易地减少到4微秒.

    封装术语: https://www.cnblogs.com/aozhejin/p/16124116.html

    关于4004的FF签名

   The 4004, the world's first microprocessor, is signed with the initials F.F., for Federico Faggin, its designer. Signing the chip was a spontaneous gesture of proud authorship. It was also an original idea, imitated after him by others. Faggin initially etched the F.F. inside the design. Later he moved them to its border, like the autograph on a work of art. The signature is a particularly poignant testimony because, at the time of its birth, the first microprocessor, far from being considered a milestone by Intel's management, represented a diversion from the mainline business of the company which was memory chips.

    世界上第一款微处理器4004的首字母缩写为F.F.，代表其设计者费德里科·法金（Federico Faggin）。在芯片上签名是对作者身份自豪的自发表现。这也是一个独创的想法，被其他人模仿。法金最初在设计中蚀刻了F.F。后来他把它们移到了边上，就像一件艺术品上的签名一样。这个签名是一个特别令人痛心的见证，因为在其诞生时，第一台微处理器远远没有被英特尔管理层视为里程碑，而是代表着从该公司的主营内存芯片业务的转移。

     4004诞生

  The birth of the 4004 was an intense moment witnessed by Faggin alone, working into the night in the deserted Intel labs. He had received the 4004 wafers from the manufacturing line at around 6 PM, in January 1971, as people were leaving for the day. With hands trembling and heart pounding he loaded the wafers in the wafer prober and connected it to the tester. A sigh of relief raised from his chest, above the humming of the instruments, as he observed electrical activity in the device. As the testing progressed, the tension was gradually transforming into elation as all the critical functions showed to be operating properly. At around 3 AM, exhausted and ecstatic, Faggin left the lab. At home his wife, Elvia, was waiting for the news. "It works"! he announced, and they shared the happiness in this moment of triumph.

  4004的诞生是一个紧张的时刻，只有法金一个人在废弃的intel实验室工作到深夜。1971年1月下午6点左右，当人们离开时，他从生产线上收到了4004的晶圆。他双手颤抖，心跳加速，将晶片装入晶片检测器，并将其连接到测试仪。当他观察到设备中的电活动时，在仪器的嗡嗡声上方，他胸口松了一口气。随着测试的进行，随着所有关键功能的正常运行，紧张情绪逐渐转变为兴奋。凌晨3点左右，法金精疲力竭，欣喜若狂，离开了实验室。在家里，他的妻子埃尔维亚正在等待消息。“有效果了”！他宣布，他们分享了这一胜利时刻的快乐。

　关于MCS-4 芯片组

   The MCS-4 chipset was a set of devices to make it possible to build a complete computer system.  
   MCS-4芯片组是一组设备，它使得建造完成一个计算机系统成为可能.

 
    MCS-4就是4004处理器+4001ROM+4002RAM+4003SR的芯片组

    MCS-4 family was later expanded to MCS-4/40. Link to 4040 section.

  MCS-40 family(mcs-40家族芯片,mcs-40是msc-4的继承者)
  The MCS-40 family was a set of devices to make it possible to build a complete computer system.

    关于专利No. 3,821,715的阐述

    该专利仅涵盖英特尔MCS-4芯片组的外部总线组织和内存寻址方案。该专利不包括4004微处理器芯片的内部结构，也不包括其设计或制造方法。这项相当有限的专利的命名顺序（Hoff、Mazor、Faggin）并不意味着对世界上第一台微处理器的实际创造的贡献顺序（一般认为），而是对专利的具体权利要求的贡献顺序。这项专利获得了它的后事实价值，主要是因为4004实际上是独立实施的，不在专利的教学范围之内。另见吉尔伯特·吉尔伯特·凯悦专利。

    具体地说，该专利要求保护寻址ROM（4001）和RAM（4002）芯片的特定方法，以便只有选定的芯片可以与公共4位双向数据总线通信。它还声称使用动态RAM存储器和板载存储器刷新方式，使用CPU芯片发送给所有其他芯片的定时同步信号，并在存储器芯片中包含输入和输出端口。后一项权利要求以芯片与第一项权利要求中描述的4位双向数据总线连接为条件。该专利主要用于保护英特尔免受未经授权的芯片组复制。

   这是一个奇怪的事实，MCS-4的特定总线组织（本专利的主要主题）负责大幅降低系统的吞吐量，否则硅栅技术可能会降低系统的吞吐量。根据Les Vadasz和Andy Grove的要求，所有芯片只能使用16针封装。通过使用单独的地址和数据线，而不是时间多路复用的4位总线，可以创建指令周期为4微秒（3个时钟周期）而不是实际的10.7微秒（8个时钟周期）的4004。正是由于硅栅技术优于金属栅技术，MCS-4的性能仍然优于罗克韦尔PPS-4，后者是一种采用金属栅MOS技术制造的具有竞争力的4位芯片组。PPS-4于1972年夏天推出，采用了动态四阶段设计技术，这是当时最有效的金属门随机逻辑设计方法，所有芯片都封装在42针封装中。PPS-4 CPU可以在3个时钟周期内获取和执行指令，因为它使用单独的地址和数据行。最大时钟频率为200kHz（相对于MCS-4的750kHz），PPS-4指令周期为15微秒（相对于MCS-4的10.7微秒）。

Earliest papers on the Fairchild 3708:

Federico Faggin and Thomas Klein.: "A Faster Generation Of MOS Devices With Low Thresholds Is Riding The Crest Of The New Wave, 
Silicon-Gate IC’s". "Electronics" magazine, September 29, 1969.
The cover features the Fairchild 3708, the world's first commercial integrated circuit using Silicon Gate Technology, 
designed by Federico Faggin at Fairchild in 1968.
翻译：关于Fairchild(飞兆半导体公司) 3708的论文：
费德里科·法金和托马斯·克莱因：“更快一代的低阈值MOS器件正登上硅栅IC新浪潮的顶峰。”。《电子》杂志，1969年9月29日。
封面展示了Fairchild 3708，这是世界上第一款采用硅栅技术的商业集成电路，由费德里科·法金于1968年在Fairchild设计。

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