niedziela, 15 marca 2009

1971 - mamy pierwszy mikroprocesor i ekran LCD


W tym roku powstał pierwszy mikroprocesor, czterobitowy Intel 4004. Zawierał 2300 tranzystorów i był taktowany zegarem 108 kHz. Mniejszy od paznokcia układ (nazwa mikroprocesor została wprowadzona później), miał moc obliczeniową równą mocy ENIAC-a uważanego za pierwszy komputer elektroniczny. Zbudowany w 1946 roku ENIAC zawierał 18 000 lamp elektronowych i zajmował objętość 85 m3. Układ 4004 wykonywał 60 000 operacji na sekundę, co dziś wydaje się wynikiem marnym, lecz wówczas było to rozwiązanie rewolucyjne. Jego moc obliczeniowa wystarczała do przenośnych kalkulatorów.
Pierwszy mikroprocesor firmy Intel strzegą dwa patenty: patent nr 3,821,715, System Pamięci dla Wieloukładowego Komputera wydany dla Teda Hoffa, Stana Mazora oraz Federico Faggina; patent nr 3,753,011, regulowane źródło zasilania, dwutabilny układ wydany dla Federico Faggina.
Wkrótce po układzie 4004 Intel wprowadził mikroprocesor 8008, który przetwarzał osiem bitów informacji naraz, dwukrotnie więcej niż 4004; miał też 2x szybszy zegar 200 kHz. Oba układy otworzyły dla wyrobów Intela nowe rynki zbytu. Pierwsze wagi cyfrowe w sklepach - mikrokomputer zamieniał wagę na cenę i sterował drukarką paragonów, system sygnalizacji świetlnej na ulicach - mógł teraz wykrywać czekające pojazdy i dzięki temu lepiej sterować ruchem. Nowy układ zrewolucjonizował wszystko - od instrumentów medycznych do restauracji fast food, systemu rezerwacji biletów lotniczych oraz dystrybutorów na stacjach benzynowych, nie licząc gier elektronicznych i automatów do gry.
Dwadzieścia pięć lat temu technologia produkcji była stosunkowo prosta. Pomieszczenia produkcyjne przypominały manufakturę, z wiszącymi wszędzie wężami, drutami, przewodami i innymi urządzeniami - coś w rodzaju półprzewodnikowego odpowiednika samolotu braci Wright. W tym czasie była to nowoczesna produkcja na poziomie światowym, ale na dzisiejsze standardy był to niewiarygodny prymityw.
Większość prac wykonywana była ręcznie. Robotnicy szczypcami ładowali płytki krzemowe, z których wycinane są układy, na kwarcowe "łódki", potem wpychali łódki do rozgrzanego do czerwoności pieca. Wtedy operatorzy zaczynali ręcznie otwierać i zamykać różne zawory, aby poddać płytki działaniu różnych gazów przez określony czas. Według Gerry'ego Parkera, wiceprezesa i szefa Technology and Manufacturing Group, w procesie tym było ogromnie dużo możliwości popełnienia błędów. Wiele płytek po wyjęciu z pieca wyglądało jak przesmażone frytki.
Warto obejrzeć stare programy Sonda z serii - czynnik SI, w których autorzy pokazali filmy ilustrujące produkcję układów. Nic dziwnego, że były one bardzo drogie i trudno dostępne. Przed układami scalonymi była jeszcze długa droga rozwoju.

W szwajcarskiej firmie Brown - Boveri (obecnie ABB) zbudowano pierwszy wyświetlacz ciekłokrystaliczny (Liquid Crystal Display - LCD). Ciekły kryształ jest przeźroczystą cieczą, której cząsteczki pod wpływem pola elektrycznego tworzą rodzaj siatki krystalicznej, powodującą polaryzację światła przechodzącego przez ciecz. Jeśli światło jest już spolaryzowane w kierunku prostopadłym do polaryzacji, powodowanej przez ciekły kryształ, obszar do którego przyłożono pole elektryczne będzie widziany jako nieprzezroczysty. Wyświetlacze ciekłokrystaliczne potrzebują bardzo małej mocy (rzędu mikrowatów na centymetr kwadratowy), co korzystnie wpływa na zmniejszenie zużycia energii w urządzeniach przenośnych.
Jedną z wad wyświetlaczy LCD jest to, iż potrzebują one skomplikowanego układu zasilającego ich elektrody. Do sterowania układami LCD służy cała gama układów scalonych serii ICL, wykonanych w technologii CMOS i zasilanych głównie napięciem 9V. Układy serii ICL często są rozbudowanymi przetwornikami A/C, gdzie napięcie lub inna wielkość przetworzona na napięcie jest transformowana na odpowiednią wielkość cyfrową widoczną na wyświetlaczu. Układy ICL to podstawa wszelkiego rodzaju termometrów, gdzie temperatura została zamieniona na odpowiednie napięcie, następnie to napięcie zostało przetworzone na wielkość cyfrową i zostało wyświetlone na wyświetlaczu.

Brak komentarzy: